Antes de la teoría de la relatividad, se creía que había algo en el espacio llamado éter, en el cual se movía la luz y a la que se atribuía la velocidad de la luz -considerada como constante en relación con el éter. Cuando más de un observador que se mueve dentro del éter mide la velocidad de la luz, deberían medir diferentes velocidades de la luz. En consecuencia, si mides la velocidad de la luz mientras te mueves hacia la fuente de luz, deberías medir una velocidad más alta que si lo midieras moviéndote perpendicularmente a la luz. Sin embargo, el experimento de Michelson-Morley demostró que esto no es cierto. Por el contrario, la velocidad de la luz es constante en todas las direcciones.

La velocidad de la luz permanece constante independientemente de la velocidad o la dirección del observador. Ya sea que esté quieto, huyendo de la luz o moviéndose hacia ella, en todos los casos medirá una velocidad constante de movimiento de fotones de luz en su dirección. La velocidad de su movimiento no se sumará ni se restará a la velocidad de la luz al determinar la velocidad de los fotones que se le acercan. Sin embargo, en física newtoniana, si te mueves hacia un objeto en particular, tu velocidad se agregará a su velocidad para saber la velocidad a la que se te acerca, mientras que se reducirá si escapas de ella. Esto significa que la velocidad de la luz es una constante universal que debe tenerse en cuenta en las leyes de la física. Sobre esta base, la teoría especial de la relatividad de Einstein, que se publicó en un artículo de investigación en 1905, invalidó el éter y los resultados incorrectos derivados de él. También invalidó la idea de tiempo absoluto que no está relacionado con el espacio. Por lo tanto, el movimiento de objetos se ubicó en el espacio-tiempo y no solo en el espacio.

De acuerdo con la teoría especial de la relatividad, la dimensión del tiempo se convirtió en una de las cuatro dimensiones que están conectadas entre sí. Por lo tanto, está el tiempo y las tres dimensiones espaciales. Así es como se explica la constancia de la velocidad de la luz: la luz ha alcanzado la velocidad máxima posible en las dimensiones del espacio, y no tiene cantidad adicional de movimiento para permitir que se mueva en la dimensión de tiempo. Esto significa que cuanto más rápido se mueven las cosas, menos tiempo tienen. Por ejemplo, si una persona viaja en un vehículo a cierta velocidad, y tiene un cronómetro para medir la duración del viaje, y alguien que está afuera también está midiendo la duración del viaje, la persona dentro del vehículo registrará menos tiempo que el que está parado al lado del vehículo. Cuanto más rápido viaje el vehículo, menos tiempo registrará la persona dentro del vehículo. Esta diferencia no puede observarse a las velocidades simples con las que solemos tratar. Sin embargo, es bastante observable con velocidades que equivalen a una gran fracción de la velocidad de la luz. Cuando los objetos se mueven a la velocidad de la luz, el tiempo se detiene, lo que significa que no se registrará el tiempo. Ningún objeto con masa puede moverse a la velocidad de la luz. Sin embargo, algunas partículas de materia pueden acelerarse de forma similar a la utilizada en los colisionadores de partículas para alcanzar velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Se ha observado que sus edades se duplican y aumentan significativamente. Esto significa que cuando se mueven a alta velocidad, su tiempo se ralentiza significativamente.

Esto también se aplica a las dimensiones del espacio. Por ejemplo, si mide la longitud de un vehículo estacionario y mide la longitud del mismo vehículo mientras se mueve a una velocidad particular en una dirección perpendicular a la dirección de medición, registrará una longitud menor en la segunda medición. Esto no es observable a bajas velocidades porque es una fracción muy pequeña. Sin embargo, es absolutamente observable a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.

El significado de lo anterior es que, si hay más de un observador en movimiento, medirán diferentes períodos de tiempo de un solo evento, y ninguna de las mediciones de ninguno de ellos se considerará más precisa que la otra, porque las mediciones son relativas.

La constancia de la velocidad de la luz en las dimensiones del espacio significa que la luz no tiene velocidad restante que le permita moverse a través del tiempo. Ha alcanzado la velocidad máxima de los fotones, ya que no envejecen, lo cual significa que, en relación con los fotones de la luz, el pasado y el futuro son lo mismo. Por lo tanto, los fotones de la radiación de fondo cósmico, que han quedado trás el Big Bang (como se aclarará más adelante), ahora tienen la misma edad que tenían en el momento del Big Bang. Si supusiéramos que una persona puede moverse a la velocidad de la luz (aunque esto es imposible ya que ningún objeto con masa puede moverse a la velocidad de la luz), lo mismo sucedería con ella. El tiempo se detendría para él, su edad se mantendría constante y, desde su perspectiva, el pasado y el futuro se convertirían en lo mismo, lo que significa que vería el pasado y el futuro en cualquier momento que quisiera.

El resultado de la relatividad especial es que ya no existe un universo tridimensional con una cantidad de tiempo independiente. Más bien, el universo es tetradimensional y el tiempo es una de sus dimensiones. Tenemos tiempo y espacio que juntos forman un solo tejido conectado, donde el movimiento de los objetos en una de sus dimensiones afecta el camino de estos en sus otras dimensiones. Por lo tanto, el movimiento de los objetos en las tres dimensiones del espacio afecta el camino de estos en la dimensión del tiempo.

La constancia de la velocidad de la luz, que permitió a Einstein correlacionar las dimensiones espaciales con la dimensión del tiempo, y verlas entrelazadas como un todo que forma el tejido del espacio-tiempo universal, también llevó a Einstein a descubrir que la masa y la energía de una partícula son equivalentes y están entrelazadas. Este fue uno de los resultados más significativos de la teoría especial de la relatividad. Einstein formuló la ecuación de equivalencia masa-energía de la siguiente manera:

E2 – p2c2 = m2c4

E2 = m2c4 + p2c2

Siendo:

E = Energía

c = velocidad de la luz

p = momento

Cuando el momento es equivalente a cero, la ecuación se convierte en lo siguiente:

E2 = m2c4

Lo cual significa:

E = mc2

Esta última forma es la que se usa más comúnmente.

Mediante la equivalencia masa-energía, se puede demostrar que la velocidad máxima es la velocidad de la luz, y que nada que tenga masa puede moverse a la velocidad de la luz porque la energía de su movimiento se suma a la masa (convirtiéndola mediante la ley de equivalencia). Esto significa que la masa de un objeto aumenta cuanto más rápido se mueve. Por lo tanto, también requiere mayor energía para moverse. Esta energía también se convierte en masa, que se suma a su propia masa, por lo que la adición continúa. Si suponemos que se mueve a la velocidad de la luz, su masa es infinita, independientemente de su masa inicial. Por lo tanto, requiere energía infinita para moverse. Es por eso que, de acuerdo a la ley de equivalencia, un objeto con masa no puede moverse a la velocidad de la luz. Solo la luz, las partículas u ondas que no tienen masa (como los fotones) se mueven a la velocidad de la luz.


Extracto del libro “La Ilusión del Ateísmo” de Ahmed AlHasan (a)

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