¿Puede un objeto mantener su forma a velocidades cercanas a la luz? Físicos han recreado en laboratorio un experimento mental clave para comprender mejor la teoría de la relatividad de Einstein y han observado resultados sorprendentes sobre la percepción de la forma.
¿Einstein se equivocaba? La ilusión óptica relativista
Según la teoría de la relatividad especial de Einstein, a velocidades extremadamente altas, el tiempo se ralentiza y las longitudes se contraen. Un objeto que viajara al 90% de la velocidad de la luz parecería acortarse significativamente a un observador externo. Sin embargo, físicos de la Universidad Tecnológica de Viena han puesto a prueba esta idea, explorando la distorsión visual conocida como el efecto Terrell-Penrose.
El efecto Terrell-Penrose
Décadas atrás, los físicos Nelson James Terrell y Roger Penrose (Nobel de Física en 2020) propusieron una interpretación alternativa: un cubo a velocidades relativistas no solo se encoge, sino que cambia de forma debido al tiempo que tarda la luz de las partes más lejanas en llegar al observador.
Recreando la deformación relativista en el laboratorio
Demostrar este efecto en el laboratorio es complicado, ya que la masa de un objeto aumenta con la velocidad, requiriendo cantidades enormes de energía para acelerarlo a velocidades cercanas a la luz. Los investigadores vieneses encontraron una solución ingeniosa, publicada en Communications Physics: simularon velocidades relativistas en un entorno controlado.
¿Sabías que?
Para acelerar electrones a velocidades cercanas a la luz, los físicos utilizan aceleradores inmensos. Imagina lo que se necesitaría para hacer lo mismo con un cubo…
El experimento: Ilusión de velocidad
El equipo iluminó un cubo y una esfera en movimiento con flashes láser ultracortos (300 picosegundos) y los filmó con cámaras de alta velocidad capaces de capturar millones de imágenes por segundo. Este efecto estroboscópico simuló velocidades del 80 al 99,9% de la velocidad de la luz.
La perspectiva lo es todo
Los resultados revelaron la distorsión predicha por el efecto Terrell-Penrose: el cubo parecía deformado y la esfera, rotada. Sin embargo, es crucial entender que esto es una ilusión óptica causada por la relatividad.
Confirmación de la relatividad
El experimento confirma que la teoría de la relatividad sigue siendo válida. La deformación observada es lo que un observador vería en un mundo relativista, no una torsión física real del objeto. Un objeto en movimiento rápido se acorta en la dirección del desplazamiento, pero la cámara captura una imagen distorsionada que da la impresión de rotación. Los investigadores expresaron su sorpresa ante la belleza geométrica revelada en las imágenes.
