El frisbee taquiónico

Frisbee.jpg

Quizá la mayoría aún recuerde aquellos “platillos” de plástico llamados Frisbee con que nos divertíamos hace años al lanzarlos entre dos (o más) personas, y que actualmente casi han desaparecido completamente.

Pues hoy vamos a rememorar dichos lanzamientos, pero con un frisbee algo especial: el nuestro no irá a una velocidad “razonable”, sino que viajará más rápido que la luz (a más de 300.000 km/s).

La física subyacente

Antes de divertirnos con el frisbee, conviene comentar dos cosas.
Primero, que a poca física que conozcamos, sabemos que nada puede viajar a más velocidad que la luz. Y si es un objeto que tiene masa, ni siquiera podrá llegar a igualar esta velocidad (la luz no tiene masa, por lo que sí viaja a dicha velocidad).
Por esta razón ya podemos eliminar la ilusión o teorías conspiradoras de que un objeto así haya sido o vaya a poder ser construido algún día (qué dura es la vida…).

Y segundo, os preguntaréis por qué le he llamado “frisbee taquiónico” en el título. Esto se debe a que en la Teoría de Cuerdas, de la que la mayoría ya, al menos, habrá oído hablar alguna vez (y seguramente que de una forma horrorosa que no transmite absolutamente nada de cierto, que es lo que suele pasar en los documentales o programas donde se habla de estos temas), tal y como se formuló inicialmente, traía varias inconsistencias que hacían que fuera una teoría sin sentido.
Siendo una de las predicciones que hacía, la existencia de una partícula, el taquión, que viajaba a más velocidad que la luz (lo que implicaba a su vez un gran número de comportamientos “raros”).
Y por semejanza, esta es la razón por la que le nombramos como frisbee taquiónico.

Lanzamiento del frisbee y ¡oh sorpresa!

Después de esta introducción, llega la hora de lanzar nuestro frisbee para que le reciba nuestro incauto amigo que está delante nuestro.
Olvidando los detalles de cómo nuestro brazo puede acelerar (o recibir) el frisbee hasta una velocidad mayor que la vel. de la luz, lanzamos el frisbee sin mayor problema, observando cómo se aleja con una dirección directa a la mano de nuestro amigo, que le recoge sin ningún problema, aunque con una expresión rara en su cara… En definitiva, buen lanzamiento.

Sin embargo, la imagen que ve nuestro amigo es bien distinta, lo que explica su cara.
Suponiendo que antes de nuestro lanzamiento ya está con la “pose” de recibir el frisbee y la mano semiabierta para recogerlo, analicemos detalladamente lo que observa:

Primero, verá cómo nos preparamos para lanzarlo, pero justo en ese momento, antes de que todavía le hayamos soltado de las manos, él nota algo duro en su mano (y no penséis mal…), y al mirar lo ve: ¡¡¡el frisbee!!!.
Ha llegado a su mano antes de que (según él) saliera de nuestras manos!.

A continuación lo que ve es, si cabe, aún más extraño: ve cómo, a pesar de que sigue teniendo el frisbee en su mano en todo momento, éste (o su “doble”, como podría llegar a pensar) se aleja hasta llegar a nuestras manos, momento en el que observa nuestro lanzamiento.

Explicación

Sin duda, todo lo observado podría conducir a nuestro amigo directamente al manicomio, aunque, como siempre, hay una explicación “sencilla” a lo que ha visto (y que no requiere de OVNI’s o abducciones).

Para comenzar, es necesario repasar la idea de por qué vemos al frisbee (o cualquier objeto) con nuestros ojos. Realmente, lo que vemos es la luz que emite (refleja, más correctamente) el frisbee. Y esta luz, viaja a unos 300.000km/s (algo más lento si estamos en un medio más denso, como el agua o similar, pero para el caso no nos incumbe) hasta llegar a nuestros ojos, que es cuando decimos que “hemos visto el frisbee”.

Por supuesto, debido a la velocidad tan grande a la que viaja la luz, en una distancia como la que nos separa de nuestro amigo podemos decir que dicha velocidad es prácticamente infinita. Es decir, la luz llega instantáneamente a nuestros ojos.
Pero esto no se puede aplicar en el caso de estar jugando con un frisbee que va a mayor velocidad que ésta…

En este caso, mientras el frisbee está en el aire, emitirá su luz tanto hacia atrás como hacia delante. Pero la que emite hacia nuestro amigo (delante), se ve superada por el propio frisbee un instante después, debido a que va más rápido.

Así, esta luz, emitida por el frisbee cuando fue lanzado (rayo 1 en el dibujo de abajo) llegará más tarde que el propio frisbee a la mano de nuestro amigo. Así que para él, sucede antes la llegada del frisbee que su lanzamiento (ya que el lanzamiento para él es vernos a nosotros lanzarlo).

A su vez, podemos ver que el primer rayo de luz que verá del frisbee será el emitido justo antes de cogerlo con la mano (3 en el dibujo), y a continuación llegarán los rayos de cuando el frisbee estaba a mitad de camino (2) y el lanzamiento (1).

Por esa razón, lo que vería es cómo el frisbee (o mejor dicho su luz, o imagen) parte de su mano hasta ser lanzado, en orden inverso a lo “habitual”.
Claro que debido a lo rápido que viaja la luz, esta diferencia entre la llegada de (3) y de (1) es inapreciable para él, por lo que verá prácticamente todo el recorrido del frisbee a la vez.

frisbee_taquionico.jpg

Aunque por supuesto, el lanzamiento “real” ha tenido lugar antes que la llegada del frisbee a su mano (esto también se puede entender debido a que por muy rápido que haya viajado, el frisbee siempre tarda algo de tiempo en llegar a su destino), pese a que para nuestro amigo haya sucedido al revés.
Y tampoco es que esté equivocado o vea mal, la experiencia que nos cuenta es totalmente cierta y coherente con lo que vemos nosotros (solo que hay que tener en cuenta la velocidad a la que ha ido el frisbee…).

Así que superada la sorpresa y entendido el efecto… ya estamos preparados para realizar más lanzamientos. Eso sí, cuidado de no lanzar a la cara porque nuestro compañero no lo verá venir…

  • Idea original vista hace un tiempo en GenCiencia.
  • 6 comentarios en “El frisbee taquiónico

    1. Puedes explicar de nuevo por qué ve el lanzamiento del frisbie al revés? No entiendo muy bien por qué ha de llegar antes la luz del final del lanzamiento que la del inicio.

    2. Porque el fresbee cuando refleja el rayo 3 ya está por delante del rayo 1 del rayo2 porque viaja más rápido que la luz, así que primero llegará el rayo 3, no? Se ve bien en el dibujo.

      Muy buena la advertencia final jaja

      Me ha gustado

    3. Sí claro.
      La cuestión es que el frisbee en cada instante va emitiendo su imagen (luz), que viaja a c = 300.000 km/s hacia el receptor.
      ** suponiendo por sencillez que solo emite luz en tres instantes dados (como en la foto: la lanzarlo, en medio del camino y al cogerlo) **
      tendremos que emite el fotón (1), el cual (si la distancia entre los dos muchachos es de unos 10 m), tardará un tiempo aprox. de 10/c segundos en llegar al receptor.
      Pero el frisbee va a más velocidad que la luz: v > c, así que tardará un tiempo 10/v < 10/c. Es decir, tarda menos tiempo en llegar al receptor que la luz del lanzamiento.

      Después, justo cuando llega a su mano, emite el fotón (3), el cual como está pegado al receptor, será observado por éste casi instantáneamente. Pero el fotón (1) aún no ha llegado al receptor, sino que sigue viajando a medio camino…
      Así que observa antes el fotón (3) que el (1).

      Otra forma de verlo es que la “distancia” que haya entre dos fotones siempre será la misma, porque ambos viajan a la misma velocidad c. Pero como el frisbee va a más velocidad que la luz, los fotones que emite más tarde siempre surgirán por delante de los emitidos anteriormente, así que los últimos llegan antes a su destino. (en el caso habitual, como el frisbee viaja “lento”, según emite un fotón éste adelanta inmediatamente al propio frisbee, por lo que un fotón emitido posteriormente partirá por detrás del emitido primero).

      no sé si quedará algo más claro…

    4. Solo como curiosidad:
      Si este frisbee taquionico nuestro viaja a una velocidad superior a la de la luz…
      …aplicando de forma fea(porque no se podria aplicar realmente) las formulas de la relatividad general, el bueno del frisbee viajaria hacia atras en el tiempo respecto del resto de referenciales, no? (a parte de que tendria unas dimensiones de longitud negativas xD)

    5. Bueno, realmente al aplicarlas quedaría por ahí una raíz cuadrada de un número negativo, por lo que tanto su masa como su longitud se hacen números imaginarios (y allá el guapo que intente explicar eso físicamente…), así que realmente no sería ni positivo ni negativo… y con el tiempo sucede algo similar, aunque en éste queda también una parte real (negativa eso sí), que si bien podría decir que el tiempo va al revés, no estoy muy seguro de si se podría interpretar razonablemente.

      Lo único que sí se puede sacar es que la energía (está si sigue siendo un número real) se comporta de una forma extraña: si disminuye, en lugar de “frenarse”, el frisbee-taquión aumentaría de velocidad. Y para que la velocidad decreciese, habría que darle mayor energía (justo al revés de lo habitual).
      Eso sí, siempre tendría que moverse a mayor velocidad que la luz. Nunca puede frenarse lo suficiente como para tener velocidades “razonables”.

    6. Es un gran articulo, es una conclusion muy bien formada, y una gran forma de introducir la fisica a las personas en general… admiro las prsonas que se esfurzan en esto.

      felicidadews por el articulo.

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