La velocidad de la luz es finita y por eso siempre vemos el pasado

La velocidad de la luz es finita. Así que al leer estas palabras, en realidad estás leyendo algo que ya ha pasado. No es que me haya vuelto loco. La luz tiene que recorrer los centímetros que separan tus ojos de la pantalla. Así que, en realidad, a nuestro alrededor siempre vemos el pasado, y la culpa es de la luz…

La velocidad de la luz es finita

La Estación Espacial Internacional.
Crédito: NASA

Como seguramente sepas, la velocidad de la luz es de 300.000 kilómetros por segundo en el vacío. En otros medios se mueve más lento (a través de un diamante se mueve a solo el 40%). Así que la luz de todo lo que nos rodea tarda un tiempo en llegar a nuestros ojos. En el caso de la luz de una pantalla que esté a 50 centímetros, tarda 1,6 nanosegundos. O lo que es lo mismo, un poco más de la milmillonésima parte de un segundo. Así que podríamos decir que es casi instantáneo.

En nuestra vida cotidiana todo lo que nos rodea se mueve en esa escala de nanosegundos. Las señales de las calles, la gente que vemos en un local, los coches que vemos al principio de una calle… En todos esos casos, necesitamos que la luz viaje hasta nuestros ojos para verlo. Así que se produce un pequeño retraso, pero es un lapso de tiempo tan breve que lo podríamos considerar casi simultáneo. Incluso dentro del entorno de la Tierra nos movemos en esa escala.

Por ejemplo, la luz de un avión comercial volando a 10 kilómetros de altura tarda unos 30 microsegundos en alcanzarnos. Es decir, la millonésima parte de un segundo, y mil veces más largo que un nanosegundo. La Estación Espacial Internacional orbita a unos 400 kilómetros de altura sobre nuestras cabezas. Así que cuando la ves pasar por el firmamento de tu lugar de residencia, la luz tarda 1,3 milisegundos en alcanzarte. Por ponerlo en perspectiva, el parpadeo de un ojo dura 300 milisegundos. Sí, tus párpados están más tiempo cerrados que lo que tarda esa luz en llegar.

A más distancia, más tiempo

Imagen de una de las placas del Experimento del Retro-Reflector Laser. Los observatorios del mundo tienen la capacidad de enviar un láser a estos reflectores, que reflejan parte de la luz de vuelta a la Tierra.
Crédito: NASA

Pero ya te habrás dado cuenta de que hay un tema recurrente. Cuanto más lejos esté el objeto que vemos, más tiempo necesita la luz para llegar hasta nosotros. Así, la luz de la Luna, que orbita a una media de 384.400 kilómetros de distancia, tarda 1,28 segundos en llegar. O lo que es lo mismo, cuando ves la Luna en el firmamento, en realidad la estás viendo tal y como era hace poco más de un segundo.

Más allá del vecindario de la Tierra, tenemos los planetas. De ellos, Venus es el que más se acerca, llegando a unos 42 millones de kilómetros de distancia. O lo que es lo mismo, a esa distancia, la luz de Venus tarda 2 minutos y 20 segundos en alcanzarnos. Aproximadamente el tiempo que tardas en calentar un plato de comida en un microondas. Marte es, seguramente, uno de los casos más interesantes.

En su punto de mayor acercamiento, se queda a unos 56 millones de kilómetros. Apenas 3 minutos y 2 segundos. Ese mismo tiempo es el que tarda en viajar una orden desde la Tierra hasta cualquiera de los rovers que tenemos en el planeta rojo. Sin embargo, en el punto de máxima distancia, a unos 401 millones de kilómetros, la luz tarda 22 minutos en viajar. Por ese motivo, las sondas que enviamos hasta allí tienen las secuencias de aterrizaje programadas de antemano. Es imposible hacerlo en tiempo real.

El Sol siempre está en el pasado

El Sol, fotografíado en falso color en el espectro ultravioleta.
Crédito: NASA

Como quizá hayas imaginado, cuando vemos la luz del Sol, en realidad lo estamos viendo en el pasado. Concretamente, tal y como era hace 8 minutos y 18 segundos (a una distancia de 149,5 millones de kilómetros). Es decir, los rayos de nuestra estrella, que llegan ahora a la Tierra, salieron de su superficie hace algo más de 8 minutos, porque la luz siempre viaja a 300.000 kilómetros por segundo en el vacío del espacio.

Esto tiene una lectura positiva y negativa (depende un poco de como lo queramos mirar). Si le pasase algo catastrófico al Sol y de repente dejase de brillar (no tienes de qué preocuparte), tardaríamos 8 minutos en conocer las malas noticias. Así es que lo positivo es que tendríamos 8 minutos más de feliz ignorancia antes de darnos cuenta de que algo ha salido rematadamente mal. Algo es algo… ¿no?

Hacia distancias aun mayores

Imagen, en color casi real, de Plutón.
Crédito: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute

A estas alturas del artículo, seguramente ya tendrás claro cómo funciona esto. La luz de Júpiter tarda 37 minutos en alcanzarnos. La de Plutón, en su momento más cercano a unos 4.400 millones de kilómetros, tarda algo más de 4 horas en alcanzarnos. Por cierto, aunque no son de uso tan frecuente como el año-luz, estas medidas también se pueden usar. Decir que el Sol está a 8 minutos-luz de la Tierra, o que Plutón se encuentra a 4 horas-luz de la Tierra no es incorrecto.

Por tanto, la luz del Cinturón de Kuiper (una de las regiones más alejadas del Sistema Solar) tarda solo unas horas en alcanzarnos. No es que parezca demasiado tiempo, pero si nos alejamos del Sistema Solar, las cosas ya empiezan a ir con más calma. El ejemplo más sencillo es el de Alfa Centauri, un sistema triple en el que, recientemente, hemos descubierto que hay un planeta que podría incluso ser habitable: Próxima b.

Alfa Centauri se encuentra a 41,32 billones de kilómetros. En realidad, no utilizamos esos números tan grandes, y decimos que se encuentra 4,3 años-luz. Es decir, la luz de esas estrellas (las más cercanas al Sistema Solar), partieron de sus superficie hace cuatro años. Seguramente, con no mucho esfuerzo, puedes recordar qué estabas haciendo en ese momento, cuando la luz que veas esta noche partió de allí.

Las distancias en la Vía Láctea

Concepto artístico de la superficie de Próxima b. En el horizonte se puede ver a Próxima Centauri y, en la lejanía, al sistema binario que forman Alfa Centauri A y B.
Crédito:
ESO/M. Kornmesser

Pero apenas estamos siquiera empezando a rascar la superficie. Alfa Centauri es la estrella más cercana. Si vives en el hemisferio norte, seguramente conozcas el Triángulo de Verano, que se puede ver todas las noches en la época estival. Está formado por tres estrellas: Vega, Altair y Deneb. De ellas, Vega, la más brillante, se encuentra a 25 años-luz. Altair está un poco más cerca, a unos 16,7 años-luz. Deneb, sin embargo, está a 3.200 años-luz.

Siguiendo con el ejemplo de Alfa Centauri, es posible que puedas recordar qué hacías hace 16 ó 25 años. Pero en el caso de Deneb, sus fotones partieron de su superficie hace 3.200 años. Es decir, allá por el año 1.200 antes de nuestra era. Por ponerlo en perspectiva, en aquella época tuvo lugar la Guerra de Troya; también marca el inicio de la Edad de Hierro. Es todo un viaje hacia el pasado. Desde Deneb (si pudiésemos viajar hasta allí de manera instantánea), eso es lo que veríamos en la Tierra.

Una de las estrellas más distantes que podemos observar es Rho Cassiopeiae. Se encuentra en la constelación de Casiopea, a la friolera de 8.200 años-luz. Es visible a simple vista porque es 500.000 veces más brillante que el Sol. En cualquier caso, los fotones que vemos en la actualidad, partieron de allí cuando nuestros antepasados comenzaban a crear las primeras pinturas en las cavernas. 4.000 años antes de que se construyese la primera pirámide egipcia.

Más allá de la distancia galáctica

La galaxia de Andrómeda.
Crédito: Adam Evans

La galaxia más cercana a la Vía Láctea (sin contar sus galaxias satélite) es Andrómeda. Se encuentra a 2,5 millones de años-luz. Así que la luz que vemos en la actualidad (por cierto, es el objeto más lejano que podemos ver a simple vista), partió de sus estrellas cuando nuestros antepasados comenzaban a utilizar las primeras herramientas sencillas. Todo ese tiempo es el que ha necesitado su luz para llegar hasta nosotros en la actualidad.

Pero podemos irnos aun más lejos. La galaxia Messier 100 se encuentra a unos 55 millones de años-luz, así que su luz partió sólo 10 millones de años después de la extinción de los dinosaurios. La galaxia más lejana que hemos observado en el universo es GN-z11. Se encuentra en la constelación de la Osa Mayor. La vemos tal y como era justo 400 millones de años después del Big Bang (hace 13.400 millones de años).

Por la expansión del universo, está a una distancia propia de 32.000 millones de años-luz de la Tierra. La luz que hemos capturado de esa galaxia partió de allí mucho antes de que existiese nuestro planeta, nuestro Sistema Solar. ¡Ni siquiera existía la Vía Láctea!

¿Podemos ver el presente?

En esta imagen se muestra la ubicación de la galaxia GN-z11. La vemos tal y como era hace 13.400 millones de años.
Crédito: NASA, ESA, P. Oesch, G. Brammer, P. van Dokkum, y G. Illingworth

Así que por culpa de que la luz tiene una velocidad finita, sólo podemos ver las cosas tal y como eran en el pasado. Puede que te preguntes, ¿hay alguna manera de ver algo en el presente, sin tener que esperar a que la luz llegue hasta nosotros? La respuesta es que sí…. convirtiéndote en la propia luz. Si tienes masa, por pequeña que sea, nunca podrás llegar a alcanzar el 100% de la velocidad de la luz.

Desde la perspectiva de un fotón que viaja a la velocidad de la luz, la distancia y el tiempo desaparecen por completo. Todo sucede de forma instantánea y viajan a cualquier lugar, en cualquier momento, en cero segundos. Esencialmente, todo el universo se convierte en un punto. Seguramente esto suena bastante extraño, pero la teoría de la relatividad lo permite porque un objeto que viaje a la velocidad de la luz experimenta una dilación del tiempo infinita, y una contracción infinita del espacio…

Referencias: Universe Today

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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1 respuesta

  1. Bonderman dice:

    Ya lo había leído.

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