La velocidad (rapidez, para ser exactos)de la luz es la más conocida, 299.792.458 m/s, aproximadamente 300.000 km/s, o sea 38.717 veces más rápido que un transbordador espacial, según la física no existe materia en el universo a parte de los fotones capaces de llegar a esa velocidad (y la gravedad, hipoteticamente transportada por los Gravitones), pues requeriría una energía que tiende a infinito, la luz varía su velocidad dependiendo de la densidad de energía. otra extrañeza, es que los fotones al aparecer parten con esa velocidad, en vez de ir acelerando hasta llegar a ella, es por este límite que no podemos pensar en viajes hiper-lumínicos, sin embargo, podemos imaginar otras formas de viajar a través de distancias gigantescas sin tener que romper esta barrera, la forma más rápida de llegar del punto A al punto B sobre el papel es la linea recta, excepto si doblamos el papel y hacemos un agujero en donde A y B se tocan, teoricamente también funcionaría con viajes en el tiempo.
Puente Einstein-Rosen
Aunque pensemos que nada puede viajar más rápido que la luz sin usar trucos, de hecho hay formas de "aparentar" que algo viaja más rápido que la luz, por ejemplo, si posicionamos una luz de forma tal que tu sombra se proyecte sobre la Luna, tu sombra será cientos de veces más grande que tú, debido a que mientras más lejos de la fuente de sombra esté el objeto en el cual se proyecta la sombra será mayor, si te mueves, tu sombra también lo hará, tardará en moverse 1.2 segundos, sin embargo la distancia que abarcará en el mismo tiempo en el que te moviste será mayor a la que podría abarcar la luz, o sea la sombra viajó más rápido que la luz,es solo apariencia, pues una sombra no es un objeto físico, no es información, de hecho es la falta de ella, hay otros trucos similares, sin embargo ya me explayé demasiado.
Aunque la velocidad de la luz sea la más alta posible, no puede escapar de un agujero negro, un agujero negro es basicamente una esfera que absorbe todo lo que entra en su radio de acción, el radio de Schwarzschild, es el punto en el que la velocidad de escape es igual a la velocidad de la luz, hacia adentro es insluso mayor, comprimiendo la materia hasta el infinito (no lo sabemos, es una singularidad, sin embargo el hecho de que la cosa más rápida del universo no pueda salirse da para pensar), los objetos al ser atraídos por un agujero negro aceleran de forma impresionante, tanto que el mismo tiempo para esos objetos pasa más lento, a veces llevando debido al roce y aumento de temperatura al objeto más brillante del universo, los Quasar, el Sol posee una magnitud absoluta (magnitud aparente a 10 parsecs, o sea luminosidad percibida a 3,086 * 10^14 km) de 4,83, Arcturus una estrella 25 veces más grande que el sol posee una luminosidad de −0.31 (la magnitud absoluta es una escala logaritmica negativa, más brillante mientras más negativo el número), siendo 113 veces más brillante que el sol, R136a1, la estrella más masiva conocida (265 masa solares), tiene una magnitud de −12.5, que es equivalente a 8.700.000 veces más brillante que el Sol, sin embargo, el Quasar más brillante 3C 273, posee una magnitud de -26,7, tan brillante que a 2200 años luz, puede verse con un telescopio pequeño, 2*10^12 veces más brillante que el sol, tan brillante que da miedo, sin embargo APM 08279+5255, otro Quasar, cuando se descubrió tenía una magnitud de -32,2, sin embargo este valor se cree ha sido aumentado por lentes gravitacionales, un Un Agujero Negro, para convertirse en un Quasar debe devorar 1.000 masas solares de materia al año.
Quasar 3C 273
En la escuela aprendimos que existe una temperatura mínima insuperable en el universo 0 ºK (o lo mismo -273 ºC) esta temperatura indica que la energía cinetica es igual a cero, por lo que es imposible disminuirla, mayor temperatura implica mayor actividad, sin embargo ¿Existe un límite para altas temperaturas? la mayor temperatura alcanzada aquí en la Tierra de forma natural fue en el Valle de la Muerte, con 54 ºC, una temperatura mortal incluso a la sombra incluso estando el Sol a 149.597.871 km, el Sol, que produce tanta energía por segundo como la humanidad en toda su existencia alcanza una temperatura de superficie de 5.500 ºC y en su nucleo supera los 15.700.000 ºC, como dato curioso, la luz que sale del Sol tarda 10.000 años desde que es generada en su núcleo, una estrella supermasiva en su último momento de vida alcanza temperaturas de 3.000.000.000 ºC (3 mil millones).
A 1 Tera Kelvin (a temperaturas tan altas da igual si uso Celcius o Kelvin) los protones y neutrones se separan en quarks y gluones, la materia misma se "derrite", la estrella WR 104, cuando estalle alcanzará temperaturas semejantes, más energía de la que el Sol producirá en toda su existensia, tan inimaginablemente alta, que a 8000 años luz si la erupción de rayos gamma llegase a la Tierra produciría un evento de extinción masiva.
En la Tierra, en laboratorios (en el RHIC) esta temperatura es ridiculizada con 4.000.000.000.000 ºC o 4 billones (4 TeraKelvin), 250.000 veces más caliente que el núcleo del Sol. Sin embargo en el Gran Colisionador de Hadrones esta temperatura es incluso mayor: 13.000.000.000.000.000.000 ºK o 13 ExaKelvin.
Gran colisionador de Hadrones (LHC)
Cuando la temperatura aumenta la longitud de onda disminuye, cualquier cosa sobre 0 ºK emite radiación, a una temperatura baja, existe radiación infrarroja, más alta puede llegar a los rayos gamma, sin embargo tiene un límite, la longitud de Planck (10^-35 metros), la menor distancia posible en nuestro universo. ¿Qué pasaría si meto toda la energía posible en el menor volumen posible? El menor volumen posible sería 10^-105 metros y lo que se obtiene es abrumadoramente alto 141.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 ºK (1.41 * 10^35) La Temperatura de Planck
una temperatura solo alcanzada una vez, en el primer instante, durante el Big Bang.
Planck fue un genio que buscó (y hasta donde sabemos lo logró) un sistema de unidades completamente universal, que no dependiese de partículas ni constantes locales, sino que solo dependiera de constantes universales en el vacío, unidades absolutas, ese es el sistema de Unidades de Planck y nos dará una idea de los límites del Universo.
Planck usó la Velocidad de la Luz, la constante Gravitacional, la constante de Dirac, la constante de Boltzman y la constante de Coulomb, todas ellas se pueden usar para determinar los limites fundamentales del universo.
La longitud de Planck es tan pequeña que sería imposible de medir, la Temperatura de Planck es tan alta que las particulas "saldrían del universo", basicamente una singularidad, esta temperatura se alcanzó en el primer instante, o primera unidad de tiempo de Planck, que es el tiempo mínimo que puede ser medido 5.49 * 10^-44 segundos (Así como lo más que podemos acercarnos a la singularidad del Big Bang), es el tiempo que tarda la Luz en recorrer la Longitud de Planck.
Ahora en longitud ¿Existe una longitud máxima? o lo que es lo mismo ¿El universo es infinito? no lo sabemos, sin embargo tenemos un límite observable, la mayor distancia a la que podemos observar considerando la edad del Universo 13.700 millones de años, un radio de 1,37 * 10^26 m (45.700 millones de añoz luz) en un volumen de 1,09 * 10^79 m^3, sin embargo el universo se ha expandido a mucha mayor distancia, materia de hace 13.700 millones de años están 3 veces más lejos (estimativamente) de lo que está el límite del universo observable, la masa del Universo es de 9,27 * 10^52 kg con más estrellas que granos de arena en toda la Tierra y solo un 4.9% de materia ordinaria.
Universo observable
Lamentablemente jamás podremos ver más allá de lo que podemos observar hoy en día, el universo se expande alejando las galaxias de nosotros cada vez más rápido, en un futuro galaxias hoy en día visibles serán indetectables, nuestro universo observable se irá empequeñeciendo, no debido a que el radio sea menor, sino porque habrán menos cosas de este lado.
Hasta aquí esta pequeña entrada, no olvides comentar y dar a conocer el blog si piensas que vale la pena, no olvides comentar y pasarte por las otras entradas, ¡Hasta la próxima!
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