La lista reciente de las 10 principales historias de 2010 de la revista Space incluía la historia Más rápido que los pulsos de luz descubiertos, que en una lectura posterior dejó en claro que el fenómeno que se estaba estudiando no era exactamente Moviente Más rapido que la luz.
De todos modos, esto me llevó a buscar diferentes formas de generar un movimiento superluminal aparente, en parte para asegurarme de que el fondo no se había caído de la física de la relatividad y en parte para ver si estas cosas podrían explicarse adecuadamente en un inglés simple. Aquí va…
1) Causar y efectuar ilusiones
La historia del púlsar más rápido que la luz es esencialmente sobre auges de luz hipotéticos, que son un poco como un auge sónico, donde no es el auge sónico, sino la fuente de sonido, que excede la velocidad del sonido, de modo que los pulsos de sonido individuales se fusionan para formar un onda de choque única que se mueve a la velocidad del sonido.
Ahora, si algo así sucede realmente con la luz de los púlsares sigue siendo un punto de debate, pero uno de los defensores del modelo ha demostrado el efecto en un laboratorio: vea esta publicación del blog de Scientific American.
Lo que debe hacer es organizar una línea de bombillas que se disparan de forma independiente. Es bastante fácil hacer que se disparen en secuencia (primero 1, luego 2, luego 3, etc.) y puede seguir reduciendo el retraso de tiempo entre cada disparo hasta que tenga una situación en la que la bombilla 2 se dispare después de la bombilla 1 en menos tiempo que la luz necesitaría recorrer la distancia entre las bombillas 1 y 2. Realmente es solo un truco, no hay una conexión causal entre las bombillas que disparan, pero parece que se movió una secuencia de acciones (primero 1, luego 2, luego 3, etc.) más rápido que la luz en la hilera de bombillas. Esta ilusión es un ejemplo de aparente movimiento superluminal.
Hay una variedad de escenarios posibles de por qué una onda mexicana superluminal de radiación sincrotrón podría emanar de diferentes fuentes puntuales alrededor de una estrella de neutrones que gira rápidamente dentro de un campo magnético intenso. Mientras las emanaciones de estas fuentes puntuales no estén causalmente conectadas, este resultado no viola la física de la relatividad.
2) Hacer la luz más rápido que la luz
Puede producir un movimiento superluminal aparente de la luz manipulando su longitud de onda. Si consideramos un fotón como un paquete de ondas, ese paquete de ondas se puede estirar linealmente para que el borde delantero de la onda llegue a su destino más rápido, ya que se empuja por delante del resto de la onda, lo que significa que viaja más rápido que la luz. .
Sin embargo, la naturaleza física de "el borde de ataque de un paquete de ondas" no está clara. El paquete de onda completo es equivalente a un fotón, y el borde de ataque del paquete de onda extendido no puede transportar ninguna información significativa. De hecho, al estirarse y atenuarse, puede llegar a ser indistinguible del ruido de fondo.
Además, este truco requiere que la luz se mueva a través de un medio refractivo, no un vacío. Si le gustan los detalles técnicos, puede hacer que la velocidad de fase o la velocidad de grupo sean más rápidas que c (la velocidad de la luz en el vacío), pero no la velocidad de la señal. En cualquier caso, dado que la información (o el fotón como una unidad completa) no se mueve más rápido que la luz, no se viola la física de la relatividad.
3) Obtener una patada de los medios de ganancia
Puede imitar un movimiento superluminal más dramático a través de un medio de ganancia donde el borde delantero de un pulso de luz estimula la emisión de un nuevo pulso en el extremo más alejado del medio de ganancia, como si un pulso de luz golpeara un extremo de la Cuna de Newton y un pulso nuevo se proyecta desde el otro extremo. Si desea ver una configuración de laboratorio, intente aquí. Aunque la luz parece saltar la brecha superluminalmente, de hecho es un nuevo pulso de luz que emerge en el otro extremo, y todavía se mueve a la velocidad de la luz estándar.
4) La ilusión del chorro relativista
Si una galaxia activa, como M87, está expulsando un chorro de plasma sobrecalentado que se mueve cerca de la velocidad de la luz, y el chorro está más o menos alineado con su línea de visión desde la Tierra, puede ser engañado y pensar que su contenido se está moviendo más rápido que la luz
Si ese avión tiene 5.000 años luz de largo, debería tomar al menos 5.000 años para que algo en él cruce esa distancia de 5.000 años luz. Un fotón emitido por una partícula de material de chorro en el punto A cerca del comienzo del chorro realmente tardará 5,000 años en llegar a usted. Pero mientras tanto, la partícula de material de chorro continúa moviéndose hacia usted casi tan rápido como ese fotón. Entonces, cuando la partícula emite otro fotón en el punto B, un punto cerca de la punta del chorro, ese segundo fotón llegará a su ojo en mucho menos de 5,000 años después del primer fotón, desde el punto A. Esto le dará la impresión de que el la partícula cruzó 5,000 años luz desde los puntos A a B en mucho menos de 5,000 años. Pero es solo una ilusión óptica: la física de la relatividad permanece intacta.
5) Movimiento superluminal incognoscible
Es completamente posible que los objetos más allá del horizonte del universo observable se alejen de nuestra posición más rápido que la velocidad de la luz, como consecuencia de la expansión acumulativa del universo, lo que hace que las galaxias distantes parezcan alejarse más rápido que las galaxias cercanas. Pero dado que la luz de los objetos hipotéticos más allá del horizonte observable nunca llegará a la Tierra, su existencia es incognoscible por observación directa desde la Tierra, y no representa una violación de la física de la relatividad.
Y, por último, no tanto incognoscible como teórico es la noción de inflación cósmica temprana, que también implica una expansión del espacio-tiempo en lugar del movimiento dentro del espacio-tiempo, por lo que tampoco hay violación allí.
Otras cosas…
No estoy seguro de que lo anterior sea una lista exhaustiva y he omitido deliberadamente otras propuestas teóricas como el entrelazamiento cuántico y el mecanismo de distorsión de Alcubierre. Cualquiera de estos, si real, podría decirse que violaría la física de la relatividad, por lo que tal vez deba considerarse con un mayor nivel de escepticismo.
