Demuestran el viaje más rápido que la luz sin violar la Relatividad de Einstein

Un equipo de físicos de las universidades de Varsovia y Oxford asegura que existe la posibilidad de que haya objetos que viajen más rápido que la velocidad de la luz. Esto, dicen, no es solo cierto en el plano teórico, sino que pueden existir también en la realidad sin violar las leyes de la física.

Para sus cálculos se han basado en la idea del observador superlumínico, una figura hipotética que observa el universo mientras viaja dentro de un objeto a más velocidad que la luz. Esto, dicen, uniría la teoría de Einstein del espacio-tiempo con la mecánica cuántica, la parte de la física que explica el comportamiento de las partículas subatómicas.

Extendiendo la teoría de la relatividad

Según la teoría espacial de la relatividad de Albert Einstein, no hay nada en el universo que viaje tan rápido como la luz. Sin embargo, los investigadores han desarrollado "una extensión de la relatividad especial" que incorpora a esta teoría marcos de referencia que podrían darse a velocidades superiores a la de la luz.

Einstein basó su teoría en el principio de relatividad de Galileo y la constancia de la velocidad de la luz. El principio de la relatividad dice que en todo sistema inercial —donde un cuerpo se mantiene en movimiento, mientras que ninguna fuerza actúa sobre él— las leyes de la física son las mismas y todos los observadores inerciales son iguales.

Este principio se suele aplicar a los observadores que se mueven unos respecto a otros a velocidades inferiores a la de la luz. Pero, según Andrzej Dragan, el investigador principal del estudio publicado en la revista Classical and Quantum Gravity, no hay ninguna razón por la que los observadores que se mueven a velocidades superiores a la de la luz no deban estar sujetos a él.

"Hasta hace poco, se creía en general que los postulados que subyacen a la teoría cuántica son fundamentales y no pueden derivarse de nada más básico", señala Dragan. "En este trabajo, demostramos que la justificación de la teoría cuántica mediante la relatividad extendida puede generalizarse de forma natural al espacio-tiempo 1 + 3".

Una cuestión de dimensiones

La clave para que un objeto viaje por encima de la velocidad de la luz está en el número de dimensiones. Los autores parten del concepto de espacio-tiempo que todos conocemos, con tres dimensiones para el espacio y una para el tiempo. Sin embargo, desde el punto de vista del observador superlumínico, solo una dimensión de este mundo conserva un carácter espacial, mientras que las otras tres son dimensiones temporales.

Esa dimensión espacial es la única que permite el movimiento de una partícula. Si la vemos moverse desde el punto de vista del observador superlumínico, la partícula va envejeciendo independientemente en cada uno de los tres tiempos. Mientras que desde nuestro punto de vista —con tres dimensiones de espacio y una de tiempo— se vería como si la partícula se moviera en varias direcciones del espacio simultáneamente.

"A pesar de nuestra percepción común, el tiempo y el espacio son sorprendentemente similares según la relatividad, y matemáticamente la única diferencia entre ellos es el signo menos en alguna parte de las ecuaciones", explica Dragan. Pero cuando el observador va más rápido que la velocidad de la luz, la diferencia de signos cambia. "El tiempo del observador superlumínico se convierte en espacio del sublumínico, y su espacio se convierte en tiempo", afirma el investigador.

Mientras que en las dimensiones 1 + 1 el espacio y tiempo son iguales, si se quiere estudiarlos como cosas distintas hay que añadir un segundo conjunto de dos dimensiones (el espacio y el tiempo 1 representan el espacio, mientras que el tiempo 2 y el tiempo 3, juntos, representan el tiempo).

Del ejercicio matemático a la hipervelocidad

Este trabajo parece querer poner las bases matemáticas de una gran teoría física unificada, una visión en conjunto que lo uniría todo. "El marco matemático desarrollado por los autores en este artículo es único. Parece que el beneficio que perciben del esfuerzo es que establece una base matemática de por qué necesitamos un marco teórico de campo", explica para Popular Mechanics Sonny White, antiguo físico de la NASA y fundador del Limitless Space Institute, un grupo que financia y promueve los viajes espaciales lejanos y la investigación en física.

"Si imaginamos los modelos estándar de la física como un diagrama de Venn, habría dos círculos, uno al lado del otro, que se tocan en un único punto tangente", explica White. "La idea de una gran teoría del campo unificado podría concebirse como un círculo mayor que rodea a los dos círculos más pequeños".

Toda esta explicación parece un ejercicio teórico que no nos acerca a tener naves con warp drive, como en Star Trek, que nos permitan hacer viajes interestelares en poco tiempo. Pero los investigadores no lo ven así. "La última cuestión que queda por resolver es si los objetos superlumínicos son solo una posibilidad matemática o existen realmente en la realidad", asegura Dragan. "Creemos que lo último es posible y ese es el propósito de nuestra próxima investigación".