domingo, 20 de abril de 2008

El Universo según un fotón


Se dice que cuando Einstein era joven se preguntó cómo sería el Universo visto desde el punto de vista de la luz. Se ha repetido mucho, pero nunca he oído la respuesta a esa pregunta.
Según la Teoría de la Relatividad Especial o Restringida, bajo el punto de vista de un observador en movimiento, todo lo que hay alrededor se contrae en la dirección de su movimiento. Esta contracción es mayor cuanto más se acerca la velocidad del observador a la velocidad de la luz en el vacío, c. Se podría decir que para el observador el Universo entero se contrae en esa dirección, las distancias para ese observador se reducen. Desde el mismo Einstein en adelante se ha utilizado la fórmula de contracción de longitudes y de tiempo y del incremento de la masa a velocidades relativistas para argüir que el límite de la velocidad de la luz es inalcanzable porque hace falta una energía infinita para acelerar un objeto desde una velocidad inferior a c hasta esta velocidad. Pero los fotones ya están dotados de esta velocidad, la cual es constante para ellos. Entonces, según las fórmulas de contracción de Lorentz, desde el punto de vista de un fotón (u otra partícula dotada de la velocidad de la luz) la contracción del Universo es total. Cualquier distancia es cero y llega instantáneamente a cualquier parte. O más correctamente diríamos que el intervalo espacio-tiempo es igual a cero.
Si para un fotón el Universo está reducido a un punto (o, si queremos considerarlo así, un plano perpendicular a la dirección de propagación de la luz, o sea la dirección de ese fotón), realmente es como si estuviera en todas las partes al mismo tiempo (que también es cero para el desplazamiento de ese fotón). El cambio ocurre cuando ese fotón es detenido por cualquier proceso físico, por ejemplo absorbido por un átomo. A partir de ahí, su velocidad deja de ser c, y el fotón realmente deja de ser un fotón. En ese sentido, además, realmente estamos en una suerte de proceso de medida de la posición del fotón. Determinamos la posición de lo que hasta ahora había sido un fotón y para éste el Universo deja de ser lo que era, de longitud cero, para convertirse en un Universo del tamaño que tenga en “reposo”.
Recapitulando, vemos que cuando el fotón existe, se puede conocer con precisión absoluta su velocidad (c), pero no conocemos realmente su posición, ya que para el fotón la longitud del universo es cero, y cuando se hace una medida de la posición del fotón, éste deja de existir, y es su velocidad la que realmente se desconoce (aunque haya quien pueda decir que la velocidad sería la del objeto que lo absorbe o detiene, no es así, porque al dejar de existir el fotón, su velocidad deja de tener sentido). Se produce así el mismo efecto del colapso de la función de onda que establece la mecánica cuántica.

domingo, 13 de abril de 2008

Imposibilidad de viajar atrás en el tiempo



Hoy expondré una duda que relaciona Relatividad y Termodinámica con la imposibilidad de viajar hacia atrás en el tiempo.
a) Enfoque termodinámico: Según el 2º principio de la Termodinámica, el grado de desorden en el Universo o entropía no puede más que crecer. Se puede hacer disminuir la entropía local en un sistema cerrado, pero a costa de que, a efectos globales, la entropía global del Universo crezca.
b) Enfoque relativista: Según el principio en el que se basa la relatividad, las leyes físicas tienen que ser las mismas para todos los observadores, sin importar el estado de movimiento de los mismos. Yo quiero ampliar este concepto (y tal vez éste sea el punto de error de mi razonamiento), no sólo al estado particular de movimiento de un observador, sino en un sentido genérico, es decir, que sean cuales sean las circunstancias en que se desenvuelva un observador, las leyes de la física deben ser las mismas que las de otro observador con circunstancias diferentes.
Combinando estos dos enfoques, defiendo que sólo se puede viajar hacia delante en el tiempo, ya que si alguien viaja hacia atrás, se encontraría en un estado de menor entropía global en el Universo, lo cual entraría en conflicto con el 2º PTD.