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¿Sabes hasta dónde ha llegado la exploración espacial? ¿Has visto películas o has fantaseado sobre viajes a otros sistemas planetarios de nuestra galaxia? ¿Y sobre viajes en el tiempo? El centro de nuestra galaxia está a 30.000 años luz. Esto significa que la luz, la más veloz, tarda en llegar 30.000 años terrestres ¿aguantarías tú un viaje tan largo?

Anexo: Exploración espacial

DIAPOSITIVA 2: Viaje al centro de nuestra galaxia
¿Un viaje de 60.000 años?
En la charla anterior vimos los efectos de la relatividad en un vuelo de las Islas Canarias a la Península Ibérica, ahora vamos a pensar en un viaje un poco más largo. Vamos a pensar en un viaje al centro de la Vía Láctea. El centro de la Vía Láctea está a 30.000 años luz de nosotros. Es decir, la luz del centro galáctico llega a nosotros después de un viaje de 30.000 años (según nuestro punto de vista).

Ilustración artística de nuestra galaxia, la "Vía Láctea"
Nuestro sistema solar está situado en uno de los brazos espirales más cerca del borde que del centro de la galaxia. Antes de que supiésemos que el Sol y las estrellas que vemos en la noche formaban parte de una galaxia, bautizamos como "Vía Láctea" a la mancha alargada y blanquecina que cruza nuestro cielo. Ahora sabemos que esa mancha son las estrellas que pueblan el centro galáctico vistas desde la Tierra. Actualmente, el término "Vía Láctea" designa también a nuestra galaxia en su conjunto.

DIAPOSITIVA 3
Gravedad artificial: Los científicos han preparado la propulsión de la nave para que la aceleración sea igual a la que ejerce la gravedad sobre la superficie de la Tierra. De esta manera, el astronauta se siente empujado sobre la superficie trasera de la nave exactamente de la misma manera en que se sentía atraído por la Tierra en su superficie. Esta gravedad artificial le hace sentirse como en casa durante todo el viaje.


Animación: El astronauta está flotando con la nave. Cuando los motores de la nave se encienden, la base con los motores encendidos avanza hacia el astronauta, hasta alcanzarlo y hacer la función de suelo. Luego, los motores se detienen y el astronauta vuelve a flotar. Cuando se encienden los motores del otro lado de la nave, vuelve a suceder lo mismo, solo que lo que antes era techo se convierte en suelo y viceversa.

DIAPOSITIVA 4
El viaje se lleva a cabo en una nave que se acelera constantemente hasta alcanzar velocidades próximas a la de la luz durante la mitad del recorrido. Después se invierten los motores para frenar a la nave y llegar con velocidad cero al centro de la Vía Láctea.

DIAPOSITIVA 5
Como nada puede viajar más rápido que la luz, si enviamos una nave al centro de la galaxia no podremos esperar su vuelta antes de 60.000 años. ¿No es demasiado para una vida humana?

DIAPOSITIVA 6
¿60.000 años para quién?
Sin embargo no debemos olvidar que cualquier viaje espacial es también un viaje en el tiempo, al futuro, y que si la nave va lo suficientemente rápida, la dilatación temporal hará que el tiempo en la nave transcurra con suficiente lentitud como para que en una vida humana se pueda recorrer todo el trayecto de ida y vuelta al centro de la Vía Láctea.

DIAPOSITIVA 7
Tabla resumen de los tiempos empleados en la ida:

En esta tabla se resumen los tiempos transcurridos en la Tierra y en la nave en diferentes momentos del viaje de ida (ver tabla).

DIAPOSITIVA 8
Distancia al centro de la galaxia y contracción del espacio.

La nave ha llegado al centro de la galaxia, a 30.000 años luz de la Tierra. ¿Qué espacio les habrá parecido recorrer a los navegantes? Según la fórmula habitual (s=vt) si han tardado unos 20 años a una velocidad cercana a la de la luz, pensarán que han recorrido sólo 20 años luz. Este es otro fenómeno relativista, la contracción de Fitzgerald-Lorentz, que es la otra cara de la moneda de la dilatación del tiempo.

DIAPOSITIVA 9
Efecto Doppler y aberración de la luz
Cuando la velocidad de la nave es ya muy cercana a la de la luz, el paisaje, cuando miran por las ventanas de la nave, se ve muy afectado por el efecto Doppler y la aberración de la luz. Cuando miran por la ventana delantera, las estrellas son muy brillantes y azules y parecen agolparse en la dirección hacía donde se dirige la nave. Por la ventana trasera, sin embargo, las pocas estrellas que se ven son débiles y enrojecidas.


 

 

 

 

Anexos:

DIAPOSITIVA 10
Tabla resumen de los tiempos empleados en la vuelta:
El viaje de vuelta es totalmente simétrico al de ida. En esta tabla se resumen algunos de los acontecimientos más relevantes (ver tabla).

DIAPOSITIVA 11
Comunicaciones con la Tierra:
Como vimos en las tablas, las posibilidades de comunicación son muy pobres.
Debido a la dilatación temporal, las noticias que recibirán en la nave durante los cuatro últimos años de viaje antes del frenado corresponderán a un solo día en la Tierra. Por el contrario, las comunicaciones que se envían desde la nave durante esos cuatro años se recibirán a lo largo de 30.000 años en la Tierra. ¿Habrá alguien interesado en escuchar estas noticias? ¿Habrá alguien preparado para recibirlas?


Animación: Las ondas electromagnéticas, que viajan a la velocidad de la luz, alcanzan a la nave y la sobrepasan. Según la nave aumenta su velocidad, las ondas tardan más en alcanzarla. Cuando la nave regrese a la Tierra se irá encontrando con las ondas (mensajes) que todavía no había escuchado.

 

DIAPOSITIVA 12
Naves espaciales, máquinas del tiempo (al futuro):

Cuando los astronautas regresen a sus casas habrán transcurrido 60.000 años terrestres, y lo más seguro es que deseen volver a la Tierra que dejaron. Pero su nave solo viaja al futuro...

Podemos considerar que una nave espacial es, en potencia, una máquina del tiempo. Pero unidireccional, sólo nos permite viajar al futuro. Esto, sin duda, limita mucho el encanto del viaje. No sería posible, por ejemplo, viajar al futuro para echar un vistazo a los resultados de la quiniela y volver atrás.

La posibilidad de viajar al pasado, que es la que hace realmente interesante a una máquina del tiempo, es muy dudosa y puede afectar a principios muy generales.

Sin perder de vista estas restricciones, en la charla de Relatividad General discutiremos cómo podríamos transformar nuestra máquina del tiempo unidireccional (basada en la paradoja de los gemelos) en una máquina del tiempo de dos direcciones usando un "agujero de gusano".