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Estas 3 animaciones de un científico de la NASA muestran lo lenta que puede ser la velocidad de la luz

An illustration of Earth and the moon.
istock
  • La velocidad de la luz en el vacío es de aproximadamente de 299,792 kilómetros por segundo.
  • Un científico de la NASA ha creado animaciones para representar cuánto tiempo tarda la luz en viajar alrededor de la Tierra, así como entre el planeta, la Luna y Marte.
  • Las animaciones muestran lo rápido (y lento) que puede ser el límite de velocidad del universo.

Una serie de nuevas animaciones de un científico de la NASA muestran lo vertiginosa, y también lo desesperadamente lenta, que puede ser la velocidad de la luz.

La velocidad de la luz es más rápida que cualquier objeto material que puede viajar a través del espacio. En un vacío perfecto, una partícula de luz, que se llama fotón, puede viajar a 299.792 kilómetros por segundo, o aproximadamente 1.079 billones de kilómetros por hora.

Esto es increíblemente rápido. Sin embargo, la velocidad de la luz puede ser desesperadamente lenta si intentas comunicarte con otros planetas, especialmente en cualquier otro espacio más allá de nuestro sistema solar.

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Para representar el límite de velocidad del cosmos de una manera que cualquiera pudiera entender, James O'Donoghue, un científico planetario del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, se ha encargado de animarlo.

"Mis animaciones se hicieron para mostrar todo el contexto de lo que estoy tratando de transmitir", dice O'Donoghue a Business Insider a través de Twitter. "Cuando estudiaba para mis exámenes, solía dibujar conceptos complejos a mano para entenderlos de verdad, así que eso es lo que estoy haciendo aquí".

O'Donoghue dice que recientemente aprendió a crear estas animaciones; su primera fue para un comunicado de prensa de la NASA sobre los anillos de desaparición de Saturno. Después de eso, pasó a animar otros conceptos de espacio difíciles de comprender, incluyendo un video que ilustra las velocidades de rotación y los tamaños de los planetas. Afirma que uno "obtuvo millones de visitas" cuando lo publicó en Twitter.

El último esfuerzo de O'Donoghue analiza tres escenarios diferentes de velocidad de la luz para transmitir lo rápidos (y desesperadamente lentos) pueden ser los fotones.

¿Cómo de rápido viaja la luz en relación con la Tierra?

Una de las primeras animaciones de O'Donoghue muestra lo rápido que se mueve la luz en relación con la Tierra.

Si nuestro mundo no tuviera atmósfera (el aire se refracta y ralentiza un poco la luz), un fotón que roza su superficie podría trasladar el ecuador casi 7.5 veces por segundo.

En esta representación, la velocidad de la luz parece bastante rápida, aunque la película también muestra lo finita que es.

¿Cómo de rápido viaja la luz entre la Tierra y la Luna?

Una segunda animación de O'Donoghue da un gran paso atrás desde en el enfoque de la Tierra para incluir a la Luna.

De media hay aproximadamente 384.400 kilómetros de distancia entre nuestro planeta y su gran satélite natural.

Esto significa que toda la luz de la luna que vemos tiene 1,255 segundos de antigüedad, y un viaje de ida y vuelta entre la Tierra y la Luna a la velocidad de la luz lleva aproximadamente 2,51 segundos.

Sin embargo, esto aumenta cada día, a medida que la luna se aleja de la Tierra a una velocidad de aproximadamente 3,8 centímetros por año. (La luna está constantemente influyendo en la energía de rotación de la Tierra a través de las mareas oceánicas, aumentando su órbita a una distancia cada vez mayor).

¿Cómo de rápido viaja la luz entre la Tierra y Marte?

La tercera animación de la velocidad de la luz de O'Donoghue ilustra el desafío que muchos científicos planetarios enfrentan a diario.

Cuando la NASA intenta hablar o descargar datos de una nave espacial, como la sonda InSight en Marte, puede hacerlo solo a la velocidad de la luz. Esto es demasiado lento para operar una nave espacial "en directo" como lo harías con un coche a control remoto. Por lo tanto, los comandos deben ser cuidadosamente pensados, preempaquetados y dirigidos a la ubicación precisa en el espacio en el momento preciso para que no pierdan su objetivo.

Lo más rápido que podría ocurrir una comunicación entre la Tierra y Marte es cuando los planetas están en su punto más cercano entre sí, un evento llamado que ocurre aproximadamente cada dos años. De media, la distancia en el mejor de los casos es de aproximadamente 54,6 millones de kilómetros.

Como se ve en el clip de 60 segundos de la película completa de O'Donoghue en YouTube, la luz tarda 3 minutos y 2 segundos en viajar entre la Tierra y Marte a la máxima aproximación. Son seis minutos y cuatro segundos para un viaje de ida y vuelta a la luz.

Pero de media, Marte está a unos 254,27 millones de kilómetros de la Tierra, por lo que la comunicación de ida y vuelta dura aproximadamente 28 minutos y 12 segundos.

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La velocidad de la luz es más deprimente cuánto más lejos vas

An illustration of a Breakthrough Starshot "nanocraft" being propelled toward the Alpha Centauri star system with a powerful laser beam.

El obstáculo de la velocidad finita de la luz se vuelve aún más difícil para naves espaciales como New Horizons, que ahora se encuentra a más de 6.437,37 millones de kilómetros de la Tierra, y las naves Voyager 1 y 2, cada una de las cuales ha alcanzado el espacio entre las estrellas.

La situación se vuelve francamente deprimente cuando empiezas a mirar fuera del sistema solar. El exoplaneta conocido más cercano, llamado Proxima b, está a unos 4.2 años luz de distancia de nosotros (una distancia de unos 39.7 billones de kilómetros).

Sin embargo, lo más rápido que alguna nave espacial ha ido es la sonda solar Parker de la NASA a aproximadamente 343.110 kilómetros por hora; a esa velocidad, tardaría 13.211 años en llegar a Proxima b.

El proyecto Breakthrough Starshot de un multimillonario ruso-estadounidense prevé una manera de abordar este problema de velocidad. El plan de desarrollo es construir y volar diminutas naves más allá de dichos exoplanetas mediante rayos láser ultra potentes, idealmente a una velocidad del 20% de la velocidad de la luz. Sin embargo, todo el concepto es todavía teórico, puede que no funcione y funcionaría solo a una fracción de la velocidad de la luz.

El espacio es increíblemente vasto. Aunque el universo tiene unos 13.770  millones de años, su borde está a unos 45.340 millones de años luz de distancia en cualquier dirección y está aumentando debido a la expansión.

Eso es demasiado grande para ilustrarlo en una animación simple. Sin embargo, una ilustración se acerca: esta imagen creada por el músico Pablo Carlos Budassi, que combina mapas logarítmicos del universo de Princeton e imágenes de la NASA para capturar todo en una sola imagen.

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