No m'ubiquitinis: de juliol 2021

Segons les lleis de la física relativista no podem viatjar més ràpid que la velocitat de la llum i aquesta només la podrien arribar a aconseguir objectes sense massa o sense trasmetre informació, com els fotons, és a dir els anomenats luxons, o l'entrellaçament quàntic, ja que no es transmet informació ni te massa per tant pot viatjar a la velocitat de la llum, per veure aquest exemple més clar només cal pensar en les partícules entrellaçades com un únic sistema on cada part depèn de l'altre, no com dos sistemes separats. Si bé és cert que es parla de nous materials com el grafè que permet el moviment dels electrons a velocitats pròximes a c, mai podrà arribar a c, donada la seva massa, a no ser que se li apliqui un camp electromagnètic com el que s'usa en el gran col·lisionador d'hadrons.

Per a poder arribar a la velocitat de la llum necessitaríem gran quantitat d'energia a causa de la famosa equació d'Einstein:

Relaciona l'energia amb la massa, com més energètic és un cos més massa té i a la inversa. D'aquesta equació també es pot entendre que la massa és una propietat de l'energia que es manifesta com a resistència a un canvi de velocitat, és a dir a l'acceleració.

Ara que ja sabem que és pràcticament impossible viatjar a la velocitat de la llum per a partícules amb massa, pràcticament ja què podria existir una excepció relacionada amb el motor de curvatura que podria desafiar aquests impediments sense estar en contra de cap llei.

Ja hem parlat que de les poques possibilitats que això passes, però que passaria si es pogués viatjar a velocitat c?

- Primer de tot hem de parlar del con de llum, si viatgéssim a la velocitat de la llum ens trobaríem en la separació nul·la és a dir sobre el con de llum, com a conseqüència un observador que no anés a c ens veuria com a llum. Donat que estem en separació nul·la l'unica forma de transmetre informació entre dos punts seria a la velocitat de la llum, per tant no escoltaríem res, ja que la velocitat del so és menor a c.

- Després hauríem de parlar de la dilatació temporal: com més ràpid viatgés per l'espai més lent ho fas pel temps amb la qual cosa si prenem com a referència una persona que es troba a la terra, trobaríem que en tornar del nostre viatge per a nosaltres hauria passat uns pocs anys mentre que a la terra haurien passat moltíssims més, el que es coneix com la paradoxa dels bessons, això és gràcies a la relativitat especial, que parla que el temps per uns i per altres no és el mateix. El temps també es pot veure modificat pels efectes gravitacionals (1 h en un planeta prop d'un forat negre = 7 anys terrestres), ja que la gravetat pot doblegar l'espai-temps. Per què no apreciem la dilatació temporal a la terra? Bàsicament perquè aquest fenomen es comença a fer perceptible a 1/10 de la velocitat de la llum.

-L'Energia requerida seria tan gran que els àtoms d'H sobre la nau tindria una energia pròxima a 10.000 siverts, tenint en compte que la dosi mortal pels humans és de 6 o 7 siverts s'hauria de veure una forma en què no es requerís tanta energia, com podria ser les bombolles de deformació, com és el cas del motor de curvatura dissenyat per Miguel Alcubierre, però tot aixó no deixa de ser teòric. Cap nau ens podria protegir de la radiació ionitzant ni l'erosió de la pols estel·lar que aniria desgasten el fuselatge de la nau amb la qual cosa les condicions de vida no són molt favorables.

- Els objectes lluminosos exteriors es veurien com un efecte túnel (aberració), ja que a major velocitat menor camp de visió hi ha. A part d'aquest fenomen també es produiria l'efecte Doppler, les llums que veiéssim davant la nau serien de color blau i les posteriors de color més vermellós.

Com es podria aconseguir viatjar a c?

- Camps electromagnètics accelerant les partícules carregades, com és el cas del Gran col·lisionador d'hadrons i el Fermilab.

- Explosions magnètiques fent xocar dos camps magnètics, provocant tal tensió que les línies es trenquen i es tornen a alinear de forma explosiva, aquesta reconnexió magnètica crea camps elèctrics que accelera les partícules carregades, augmentant així la velocitat d'aquestes, com és el cas de les aurores boreals.

-Interaccions ona-partícula fent xocar ones electromagnètiques, aquest xoc comprimiria el seu camp, així doncs les partícules que reboten entre aquestes ones guanyen energia.

I que passaria si superéssim c?

Seguim amb l'equació d'Einstein, si superem c voldria dir que tant massa com energia tendeixen a l'infinit. També estaríem fora del con de llum així que no seríem vists per cap observador. Ens convertiríem en taquions, partícules hipotètiques amb propietats superlumíniques.

No es pot superar la velocitat de la llum en el vuit però en un altre medi com l'aigua si, ja que la velocitat de la llum en diferents medis es veu afectada *, és el conegut efecte Cherenkov. Això és gràcies a un efecte similar al dels avions supersònics quan viatgen a major velocitat que la del so en l'aire, és a dir quan es produeixen les ones de xoc, ones produïdes quan viatgen a velocitat més gran que el so en un medi, tal xoc té forma de con.

Quan una partícula carregada viatge per un medi pot excitar les partícules d'aquest medi fent que quan es relaxin emetent llum, si la partícula carregada viatja més ràpid que la velocitat de la llum en aquest medi, aleshores la llum emesa interacciona donant un con de llum al llarg de la partícula carregada, és una ona de xoc de llum, el que anomenem efecte cherenkov.

L'explicació de perquè no podem viatjar més ràpid que la velocitat de la llum és deguda a l'equació de contracció i dilatació:

Si v és igual a c tindríem que t=1/0, però si v fos c, tindríem una arrel quadrada negativa, és a dir seria un nombre imaginari, per tant obtindríem valors absurds per a magnituds raonables com la massa o l'energia.

Donat que viatjar a la velocitat de la llum és pràcticament impossible, quines alternatives podria haver-hi per viatjar per l'espai interestel·lar? Potser el pont Einstein-Rosen, amb el model Randall-Sundrum?

Dades i equacions:

* c=299.792,458 m/s en el vuit, c= 299 705 km/s en l'aire, c=225 000 Km/s en aigua