[escepticos] RE: [escepticos] Cambios FAQ: ¿Se puede viajar más rápido que la luz?

["Rafael Budría García" <rbudria@...>]

Saludos:

 Dadas las circunstancias el trabajo de síntesis de Santiago en las
disquisiciones sobre los temas y preguntas de las FAQ es admirable.
 Fue muy agradable para mi ver cómo se recogían algunas frases mías sobre el
tema de si se puede viajar más rápido que la luz. El conjunto no era lo que yo
habría escrito pero se atenía a los criterios de brevedad, completud y ajuste
al tema. (aunque explicar el efecto Cherenkov tan detalladamente como en un
libro de óptica no sé muy bien que pinta en una consideración general sobre una
teoría).
 Con los cambios sugeridos la entrada pasaría a ser muy larga.
 
 Los diferentes párrafos que hasta hoy estaban en las FAQ pretendían explicar
las cosas en el lenguaje corriente y, creo yo, lo conseguían bastante.
 Las modificaciones sugeridas en el mensaje de Fernando no me parece que hagan
el texto más comprensible para los no expertos. Pretenden usar términos de un
lenguaje especializado cuando los términos que conoce cualquier lector culto
bastan. Hacer esto es alargar y oscurecer un tema.

 Hay algunas cosas más.
 Ahora sigue el mensaje de Fernando. Los párrafos míos están claramente
separados y están en forma de contestaciones a Fernando.

----------
De: Fernando Peregrin <amscofin en mail.ddnet.es>
A: escepticos en CCDIS.dis.ulpgc.es
Asunto: [escepticos] Cambios FAQ:  ¿Se puede viajar más rápido que la luz? 
Fecha: sábado 30 de agosto de 1997 4:01


> 
> ¿Se puede viajar más rápido que la luz? 
> 
>      En realidad, no hay controversia entre los físicos respecto a
> que la velocidad de la luz en el vacío, c, es la velocidad máxima de
> cualquier móvil. 
++++++++++++++++++++
[FP] No es correcto. Debe decir
> de cualquier móvil, alcanzándola exactamente aquellos cuya masa en reposo
sea nula. Para los demás, se trata de un límite inalcanzable.
+++++++++++++++++++++++++++++++


         Sí es correcto. Pero excesivo porque ya el lenguaje corriente
        distingue dos tipos de objetos físicos: los "móviles" y la "luz",
        los del primer tipo no pueden alcanzar la velocidad de la luz
        (en eeeel vacíiiio) y los del segundo tipo sólo van a c. Los
        primeros tienen masa y los segundos no.


>Esta cuestión nos proporciona un buen ejemplo de
> cómo a veces los humanos, enfrentados a una realidad que no nos
> gusta, ignoramos lo que haga falta y nos inventamos una excusa para
> poder creer en lo que queremos creer.
> 
>      Para ser precisos, conviene aclarar que la luz se mueve a
> velocidades menores que c dentro de medios materiales, como el
> agua. Una partícula puede moverse dentro del agua a una velocidad
> mayor que la de la luz y menor que c.
> 
>      Sea m0 la masa de masa de un móvil en reposo. Cuando viaja
> a una velocidad v, su masa m,
+++++++++++++++++++++++++
[FP]   también llamada "masa relativista"


             Por mi, bien. También se llama así. Pero la masa es relativista o
            no es dado el contexto en el que estamos.

++++++++++++++++++++++++
 es 
> 
>                         m          
>                          0         
>          m  =  --------------------
>                         ___________
>                        /        2  
>                       /        v   
>                 \    /   1 - ------
>                  \  /           2  
>                   \/           c   
> 
> y su energía viene dada por la famosa ecuación
> 
>                    E = m c2. 
++++++++++++++++++++++
[FP] NOTA: En realidad, la "famosa ecuación", la de la bomba atómica, es
E=m0c^2, esto es, la llamada energía en reposo de un cuerpo. Se obtiene de
la que tu has puesto sin más que hacer v=0.
Por lo cual te sugiero:

y su energía viene dada por la fórmula
              
                         E=mc^2
Si el cuerpo está en reposo, v es nula y por lo tanto queda la famosa
ecuación:

                          E=m0c^2

que nos da la relación entre la masa en reposo de un cuerpo y su energía(1)
++++++++++++++++++++++++++++++


      Creo que la famosa ecuación es cualquiera de las dos (he leído libros en
      los que ponen m0 y otros en los que ponen m a secas) y la precisión es
      excesiva. Lo cierto es que a mi se me ocurrió esta corrección pero no la
      pasé porque la fama de una cosa es difícil de convertir en ecuaciones.
      Los libros que dan fama a la ecuación o explican mucho a no explican casi
      nada. En otros contextos (alguna película) incluso aparece escrita sola
      en una pizarra sin que sepamos ni a dónde va ni de dónde viene.
      Dada la notoria semejanza formal entre las dos ecuaciones y dado que no
      viene al caso extenderse demasiado en las FAQ, yo lo dejaría como estaba.



> 
> Cuando un móvil incrementa su velocidad, aumenta su masa; este
> efecto es más pronunciado cuánto más se acerca a c. Es decir, hay
> que aportar cada vez más energía para obtener una mínima
> aceleración. Este efecto es mayor cuanto más cerca está la
> velocidad del móvil de c. 
++++++++++++++++++
[FP] Me temo que resulta algo confuso y redundante.
Propongo:

Cuando un móvil incrementa su velocidad, aumenta su masa relativista,
siendo

      Aumenta su masa "a secas" si es que hablamos de cómo describe
      los cuerpos físicos la teoría de la relatividad. Dentro de la teoría no
      hay más que un tipo de masa: la que el móvil tenga en reposo. Pero 
      puntualizar todo esto nos revienta por la base decir que la masa
      aumenta con la velocidad. Y si quieres nos ponemos con que lo
      que pasa es que la longitud del cuadrivector energía-momento tiene
      una "longitud" fija en todos los sistemas de referencia y es igual a
      la masa en reposo y que lo que describe E=mc^2 es en realidad
      la componente temporal del cuadrivector...y bla, bla.

      No era malo lo que había dadas las circunstancias.


este efecto cada vez más pronunciado a medida  que dicha velocidad se
acerca a c, de forma que cada vez necesitamos más energía para conseguir
los mismos incrementos de la velocidad del móvil. Consecuencia de este
proceso es que para alcanzar la velocidad de la luz, debemos suministrar al
móvil una cantidad infinita de energía, cosa a todas luces imposible.
En resumen, que toda la energía del



        Yo veo el párrafo igual de redundante o más que aquel que pretende
        sustituir. El tema, Fernando, es que la única explicación no
        redundante y no confusa es poner la ecuación del valor de la masa
        en función de la velocidad y hacer observar que el valor v=c es 
        el que hace divergir la función. Pero como lo de meter las asíntotas
        en la explicación nos lleva a un párrafo muchísimo más largo y
        *agotador* para el lector uno opta por dar una explicación breve que,
        más o menos, le ayude a llegar a la conclusión correcta.



++++++++++++++++++++++++
> universo no es capaz de conseguir que un sólo electrón alcance la
> velocidad de la luz.
+++++++++++++++++++++++
[FP] Este fenómeno físico no tiene nada que ver con barreras de potencial
infinitas, y el ejemplo no es acertado; podemos poner cientos de ejemplos
de barreras de potencial infinitas ante las cuales el móvil reacciona de
formas que nada tienen que ver con el proceso relativista que impide que
cuerpos de masa en reposo no nula, alcancen la velocidad de la luz. Por
tanto yo borraría lo que viene ahora:

>Hay algo parecido a una barrera de potencial
> infinita. (El famoso efecto túnel de la mecánica cuántica no >tiene
> nada que hacer con barreras de potencial infinitas.)
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++
[FP] y añadiría:
En términos coloquiales se puede hablar de una barrera, a veces denominada
"barrera de Einstein" , que impide alcanzar la velocidad de la luz 
++++++++++++++++++++

        Total, que corriges la expresión "parecido a una barrera" para hablar
       de algo "a veces denominado "barrera de Einstein"" más a tu gusto. Pues
       ¡Póngase la barrera que mejor te parezca!.
       ¡Me encanta que no hayas corregido lo de "toda la energía del universo"!


>      La teoría de la Relatividad ha sido confirmada en multitud de
> experimentos. Las fórmulas anteriores no son "solo una teoría"; se
> comprueban todos los días en todos los aceleradores de partículas.
> Se pueden demostrar a partir del principio de relatividad (que dice
> que las leyes naturales son las mismas para todos los observadores),
> el principio de conservación de la energía, y la fundamentadísima
> teoría electromagnética. Teoría esta última que no dejamos de
> confirmar desde el mismo momento que encendemos el ordenador.
+++++++++++++++++++++++++
[FP] Este párrafo anterior es confuso y no del todo acertado.
El principio de relatividad de Einstein se refiere a la invarianza de las
leyes de la naturaleza (incluyendo la electrodinámica de Maxwell) cuando se
formulan en relación con sistemas de referencia inerciales, esto es, en
reposo o en movimiento con velocidad rectilínea y constante, unos respecto
de otros (en este caso, observadores y sistemas de referencia pueden
significar lo mismo; se usan "observadores" en la literatura de
divulgación)(2).


       Ya sé, ya sé. Todo eso está bien. 
       ¡Pues como tu quieras!

Las fórmulas anteriores se obtienen realmente del principio de relatividad
más el principio de una velocidad límite para la propagación de las
interacciones, que es c; la ley de conservación de la energía puede
deducirse de los dos principios anteriores ( en realidad, expresa la
simetría de las leyes de la naturaleza respecto del origen del tiempo), y
el electromagnetismo pinta poco a la hora de formular las ecuaciones de la masa
relativista. Por lo tanto, sugiero poner:


        Aquí t´he pillao chaval!.
 
         La teoría electromagnética ¡es la teoría de la luz!.
         Las leyes de la física son covariantes para todos los sistemas
         inerciales, en particular las ecuaciones de Maxwell de los campos
         eléctrico y magnético.
         La luz, recordemos, son ondas electromagnéticas que viajan en el
         espacio vacío (repito, vacío, tan vacío como lo están los espacios
         interatómicos de cualquier material, por eso digo que la radiación
         de Cherenkov no pinta nada, la velocidad de la luz es una y sólo
         es el efecto acumulado de la interacción de la luz con las capas
         del material lo que produce la apariencia de una onda
         electromagnética más lenta).
         
          No estamos hablando sólo de las fórmulas del aumento de la masa
         sino también del por qué de esas fórmulas. Por tanto la mención de
         la teoría que describe la  luz es muy relevante en este contexto
         porque junto con otros postulados (la identidad formal de las 
         ecuaciones a través de cambios de sistema de referencia inercial)
         la teoría electromagnética *implica lógicamente* las ecuaciones de
        aumento de masa de los móviles.

        Y no, la ley de conservación de la energía no se deduce (o volvemos
         a los taquiones) de las leyes de Maxwell y el principio de relatividad
         (tu mismo dices que hay que postular la simetría de inversión
         temporal).


+++++++++++++++++++++++++
[FP] Estas ecuaciones, que están en la misma base de la Teoría de la
Relatividad especial de Einstein, se han comprobado con precisión cada vez
creciente en un incontable número de experimentos de la más diversa índole,
sin que se haya podido observar la más mínima discrepancia entre teoría y
resultados de las observaciones de los fenómenos de la Naturaleza.


          A mi me sigue pareciendo que mencionar la teoría electromagnética es
          muy, muy pertinente a la hora de explicar en un texto de divulgación
          por qué está tan fundamentada la teoría de la relatividad puesto que
          la gente culta *corrientemente* sabe que la electricidad y el
          magnetismo son LOS fenómenos que describen muchos aspectos de
          las radios, las lavadoras, los ordenadores y mil cosas más y es muy 
          interesante hacer ver que la teoría que da cuenta de esos fenómenos,
          tan confirmados por la experiencia cotidiana, es uno de los pilares
          básicos de la teoría de la relatividad.

           Pero ¡como quieras!.


+++++++++++++++++++++++++++++
>      Cuestionarse que c sea un límite en la naturaleza, acarrea
> NECESARIAMENTE cuestionarse también una montaña de
> teorías exitosas tanto en el ámbito experimental como en el teórico.
++++++++++++++++++++++
[FP] ¿Qué te parece dejar así el párrafo anterior?

En consecuencia, poner en duda la Relatividad especial de Einstein, que
marca un límite en la Naturaleza para la velocidad de propagación de las
interacciones (incluida la información, que es una forma más de
interacción), velocidad que coincide con la de la luz en el vacío,
significa necesariamente cuestionarse no solo los innumerables éxitos de
esta teoría, sino de otras muchas que la incorporan y que han logrado
también impresionantes resultados a la hora de explicar y predecir con gran
fidelidad muchos y muy complejos fenómenos de la Naturaleza.

       Vuelves a discutir cuestiones de estilo, porque esto que tu dices es, ni
       más ni menos que lo que se entendía anteriormente. La palabra
       "necesariamente" ya es de por sí muy, muy fuerte, la prueba es que
       para sustituirla has tenido que añadir seis líneas seis. Además el texto
       que comentas, como ya he significado un poco más arriba, hablaba
       ya, pero en concreto, de algunas de las "otras muchas [teorías] que
       la incorporan".

       Pero si lo quieres a tu gusto. Avanti!
       
       (Por cierto, la información *no* es una forma de interacción)


+++++++++++++++++++++++++++++
> Muy bien, podemos decir con los físicos, es posible viajar a mayor
> velocidad que c, pero quien quiera pasar del mero enunciado de una
> posibilidad lógica a una teoría, que se prepare para mover montañas.
+++++++++++++++++++++++++++++
[FP] No entiendo este párrafo anterior. ¿Qué físicos dicen que podemos
viajar a velocidades mayores que c? Te sugiero que lo elimines, pues puede
dar lugar a confusión.
++++++++++++++++++++++++++++++
         
         Por ejemplo tú. Tú dices eso a lo largo de todo el mensaje cuando
         fórmulas ciertas hipótesis (p. ej. sobre los taquiones). Se puede
         fácilmente entender la frase "fulano va más rápido que la luz" otra
         cosa es hacer una teoría a la vez que *consistente* esté
         *contrastada* en la que ese hecho encaje.
         
         La frase es mía y me pareció que encajaba con la pregunta de si
         se puede viajar más rápido que la luz dado que venía sugerida 
         por los libros de ciencia-ficción en los que esta posibilidad
         *lógica* se da como hecho en los mundos ficticios de los
         protagonistas.


>      Este límite, aparte de desagradar a mucha gente, resulta muy
> inconveniente a los escritores de ciencia ficción, que se han
> inventado varias formas de eludir este hecho. Una de las ideas más
> populares es el postular la existencia de unas partículas
++++++++++++++++++
[FP] ¿Por qué subatómicas, si no se han detectado aún como partículas y no
forman parte del átomo? Conviene suprimir la palabra
++++++++++++++
>subatómicas
+++++++++++++++++++++

        Aquí eres muy valiente. Es muy posible (yo no me atrevería a
        desmentirlo a menos que tuviera datos muy concretos) que sea
        verdad *literalmente* que "Una de las ideas más populares es el
        postular la existencia de unas partículas subatómicas". Es decir,
        vuelves a poner en duda una cuestión de popularidad. A mi no
        me parece descabellada la popularidad de cierto tipo de partículas
        por muy subatómicas que sean. ¡Da DATOS de qué teorías 
        taquiónicas son las más populares!


> llamadas taquiones cuya velocidad sería siempre mayor que c,
> moviéndose más rápido cuanto menos energía tengan, y cuya
> existencia plantea los siguientes problemas: 
> 
>    1.Su masa sería un número imaginario. 
>    2.No se ha observado jamás que nada haya superado la
>      velocidad de la luz. 
>    3.Móviles de cualquier tipo que interaccionaran con la materia
>      corriente viajando más rápido que la luz, producirían la
>      anomalía causal de que el efecto precedería a la causa, y
>      jamás se han observado tales cosas.
++++++++++++++++++++++
[FP] Este punto siguiente se ha tratado ya en un correo anterior mío 
++++++++++++++++++++++++
>    4.Si estas partículas tuviesen campos eléctricos o magnéticos,
>      se podría detectar su existencia debido a la radiación de
>      Cerenkov que emitirían. Esta radiación se ha buscado y no se
>      ha encontrado. (Aclaremos que se ha detectado la radiación
>      de Cerenkov de partículas moviéndose dentro de un material
>      a una velocidad mayor que la de la luz en ese medio y menor
>      que la velocidad de la luz en el vacío.) 
++++++++++++++++++++++++++++++++++
> Resumiendo, si existen los taquiones no tienen cargas eléctricas,
++++++++++++++++++++++++++++++
> ni magnetismo, 
[FP] Que yo sepa, nadie está estudiando taquiones magnéticos, lo que
implicaría la existencia de monopolos magnéticos y otras excentricidades.
Es mejor suprimir lo del magnetismo.
+++++++++++++++++++++++++++++++++
no interaccionan con la materia normal, y están
> aislados de "nuestra materia" por 
++++++++++++++++++++
[FP] Siendo consecuentes con lo dicho anteriormente, se deben evitar
referencias a barreras de potencial infinitas.
Se puede poner:

una barrera impenetrable e insuperable, fruto del mismo tipo de leyes que
nos impiden a nosotros viajar a velocidades superiores a la de la luz
+++++++++++++++++++++++++++++
[FP] Suprimir:
la misma barrera de potencial
> infinito que nos impide a nosotros viajar a velocidades mayores que
> la luz. 
++++++++++++++++++++++++++++
La idea de eludir el problema de la energía infinita cambiando
> instantáneamente de velocidad, de v<c a v>c, "transformándose en
> taquiones" para viajar más rápido que la luz y después
> "materializarse" otra vez pasando de v>c a v<c, es mucho más
> complicada de lo que parece a primera vista.
++++++++++++++++++++
[FP] Esto que acabo de leer no es que sea más complicado de lo que parece a
primera vista, sino que, como decía W. Pauli, "ni siquiera está
equivocado". Como tu acabas de decir, los taquiones, caso de existir,
tienen masa imaginaria; aún no sabemos que es eso de la masa imaginaria,
por lo que pasar del mundo real al mundo de las masas imaginarias, y
viceversa, es pura y dura ficción. No he leído nada sobre esta fantasía en
la mucha literatura que conozco sobre "más-rápido-que-la-luz"; yo que tú,
suprimiría el párrafo sin más.
+++++++++++++++++++++++
>      Ningún científico considera seriamente la existencia de los
> taquiones,(3) pero incluso si existiesen no nos servirían para viajar a
> mayor velocidad que la luz. Sudarshan comparó la situación con la
> posición de un demógrafo indú que observa que nadie ha cruzado
> jamás el Himalaya y se pregunta si existe gente en Asia Central. Es
> posible que hayan estado ahí desde siempre, pero dado que él
> tampoco puede cruzar el Himalaya, nunca lo sabrá. Es una teoría
> infalsable y, por lo tanto, no científica.
> 
>      Si las dificultades anteriores parecen enormes, todavía más
> problemático es conseguir que algo se mueva aparentemente a
> mayor velocidad que la luz. Las imposibilidades prácticas y teóricas
> de construir agujeros de gusano o el warp de Alcubierre se pueden
> encontrar en el Relativity and Faster Than Light Travel FAQ. Sin
> entrar en detalles, para explicar el funcionamiento de estos
> engendros hace falta suponer cosas como 
> 
>      la existencia de infinitos universos, materias exóticas con
>      propiedades "imposibles", el "subespacio" de Star Trek, y los
>      taquiones; 
>      que se pueden violar las condiciones débil, dominante y fuerte
>      sobre la energía; 
>      que sabemos cómo crear distorsiones espaciotemporales y
>      sobrevivir a ellas; 
>      que se puede violar el principio de causalidad (los efectos de
>      los viajes ocurren antes de que se haga el viaje) 
>      y que las paradojas irresolubles (algo ocurre porque no ocurre
>      porque ocurre) pueden ocurrir sin mayor problema. 
> 
>      No hará falta decir que no hay evidencia de que nada de esto
> pueda ocurrir fuera de la ciencia ficción.
+++++++++++++++++++++++++
(1) Así se evita la interpretación tan corriente como equivocada que dice
que "toda la masa se convierte en energía - o viceversa - cuando el cuerpo
alcanza la velocidad de la luz".
(2) Es poco conveniente usar el concepto de observadores en otros casos,
sobre todo cuando hablamos de mecánica cuántica relativista.
(3) No se si es conveniente o no llamar la atención sobre el grupo que
marca la pauta hoy día en la investigación sobre taquiones, el grupo de
Chiao, de Berkeley



                Con sinceridad, lo de los taquiones sobra.
                No han sido nunca una alternativa teórica a nada y, a lo sumo,
                han sido considerados como una especulación muy 
                atractiva y digna de estudiarse.
                De la teoría de la relatividad, personalmente, no me parecen el
                aspecto más interesante (frente a los viajeros de Langevin o la
                relatividad de la simultaneidad, por ejemplo.)
                
                Por último. Es contraproducente hablar de esta especulación
                de modo tan extenso, por muy sesuda e interesante que
                pueda ser para los expertos, porque uno pasa a responder
                en positivo a la pregunta de si se puede viajar más rápido que
                la luz.


Saludos
Fernando Peregrín
Salobreña ( Granada )
----------



Saludos, Rafa