Un astrofísico nos explica por qué la luz puede viajar por el universo sin perder energía
Cada fotón que observamos desde galaxias lejanas nos ofrece un vistazo al pasado del universo. Gracias a su viaje sin fricción, podemos captar eventos que ocurrieron hace millones de años.
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¿Puede la luz viajar millones de años luz sin agotarse? Aunque parezca increíble, la respuesta es sí. Y esa fue precisamente la pregunta que se respondió el astrofísico Jarred Roberts, de la Universidad de California, mientras observaba una fotografía de la galaxia del Molinete capturada desde su telescopio en San Diego. La luz que llegaba a su tablet había recorrido 25 millones de años luz a través del cosmos. Pero, ¿cómo es posible que conserve su energía tras semejante travesía?
En un artículo publicado por Roberts en The Conversation nos brinda una explicación fascinante sobre la naturaleza de la luz, su relación con el tiempo y el espacio, y por qué puede viajar distancias inimaginables sin perder fuerza. Desde el vacío interestelar hasta los secretos de la relatividad, nos guía por una serie de conceptos que desafían nuestras intuiciones cotidianas, pero que son claves para entender cómo vemos el universo tal como es.
La galaxia M101 del Molinete fue apreciada por Roberts desde su telescopio. Foto: NASA
¿La luz se desgasta? La ciencia dice que no
Jarrred Roberts utiliza este ejemplo para explicar uno de los fenómenos más asombrosos del universo: la capacidad de la luz para recorrer distancias colosales sin perder energía, siempre que no encuentre obstáculos en el camino. La clave está en que la luz —o más precisamente, el fotón— no tiene masa. Al carecer de masa, puede desplazarse a la máxima velocidad permitida en el vacío: 300,000 kilómetros por segundo. Esa velocidad es tan extrema que, en el tiempo que tardas en parpadear, un fotón podría rodear la Tierra más de dos veces.
Viajes cósmicos sin fricción
Aunque el espacio puede parecer lleno de estrellas y galaxias, en realidad es en su mayoría vacío. Y cuando un fotón viaja sin chocar con partículas o polvo interestelar, no pierde energía. Esto le permite mantener su velocidad durante millones o incluso miles de millones de años.
Solo en casos donde la luz interactúa con materia, como cuando se dispersa al chocar con polvo cósmico, parte de su energía puede desviarse o absorberse. Pero en el vasto vacío del espacio, lo más común es que la luz siga su camino, intacta.
El tiempo y el espacio se comportan distinto para un fotón
Aquí es donde la física relativista entra en juego. Según Roberts, si pudiéramos viajar montados en un fotón, experimentaríamos una dilatación del tiempo tan extrema que, desde esa perspectiva, el viaje sería instantáneo. El tiempo se detendría y el espacio se "encogería".
En otras palabras, para el fotón que salió de una estrella en la galaxia del Molinete y terminó en el sensor de una cámara en la Tierra, el trayecto fue inmediato. No transcurrieron 25 millones de años desde su punto de vista. Esta es una de las consecuencias más fascinantes de la teoría de la relatividad de Einstein.
Una ventana al pasado del universo
Cada rayo de luz que captamos desde galaxias lejanas es un mensaje antiguo, una imagen congelada en el tiempo que nos revela cómo era el universo hace millones de años. Y gracias a que la luz no se desgasta, podemos ver con nitidez eventos ocurridos antes de que la humanidad existiera.
Así, la próxima vez que mires una estrella en el cielo, recuerda: estás viendo un fotón que ha viajado años luz a través del vacío, desafiando las intuiciones humanas sobre el tiempo, el espacio y la energía. Un pequeño milagro físico que ocurre todos los días, justo sobre nuestras cabezas.
