Carlos Fernandez
A principios de este año, un grupo de investigadores en Austria logró mostrar un efecto de la relatividad especial que llevaba teorizándose más de un siglo. Se trata del efecto Terrell-Penrose —también conocido como rotación de Terrell, o efecto Lampa-Terrell-Penrose—, que describe la idea de que cuando un objeto viaja a la velocidad de la luz, cualquier intento de fotografiarlo lo mostrará ligeramente girado. Para recrear este fenómeno en un experimento, científicos del Vienna Center for Quantum Science and Technology (TU Wien) y de la Universidad de Viena combinaron láseres y fotografía de alta velocidad, convirtiendo la velocidad de la luz en algo que podemos observar de cerca. Los resultados han sido publicados en la revista revisada por pares Communications Physics.
En el artículo, el equipo liderado por el autor principal Dominik Hornof y el investigador sénior Peter Schattschneider explica cómo el físico Anton Lampa fue el primero en teorizar sobre estos fenómenos fotográficos en 1924. Lampa, que estudió y enseñó en la Universidad de Viena, escribió sobre lo que creía que ocurriría con la apariencia de una varilla al aproximarse al límite cósmico de velocidad.
Treinta y cinco años más tarde, los físicos Roger Penrose y Nelson James Terrell llegaron de manera independiente a la misma conclusión adicional: una fotografía no mostraría el objeto comprimido (como podría pensarse), sino rotado. En otras palabras, en lugar de ver únicamente una cara de un cubo, la imagen revelaría dos lados y la arista que comparten, en lugar de un único rostro deformado.
“Si quisieras hacer una foto del cohete mientras pasa volando, tendrías que tener en cuenta que la luz de distintos puntos tarda diferentes intervalos de tiempo en llegar a la cámara”, explicó Schattschneider en un comunicado de TU Wien. “Esto hace que nos parezca que el cubo se ha girado”.
Pero la velocidad de la luz es de 299.792.458 metros por segundo. Nuestros mejores aceleradores de partículas —como los del CERN o Fermilab— pueden acercarse bastante, pero por diversos motivos no podemos fotografiar esas partículas de la manera adecuada ni observar su forma. En su lugar, el equipo de TU Wien pareció inspirarse en el modo panorámico del iPhone: ¿y si se dividiera un objeto en segmentos ultrafinos para fotografiarlo y después se ensamblaran esas secciones en una imagen compuesta?
Para “cortar” el objeto, utilizaron un montaje similar a algo que normalmente intentamos evitar: el deslumbrante reflejo de una luz intensa. En nuestras casas o coches, tratamos de esquivar estos reflejos, pero aquí eran exactamente lo que se buscaba para microfotografiar la propia luz. «Iluminamos el objeto con un láser pulsado y tomamos una foto después de un cierto tiempo de retardo. La luz reflejada de las partes del objeto que corresponden a la longitud de camino óptico respectiva aparecerá brillante en esta imagen», escribió el equipo.
Gracias a este enfoque, los investigadores lograron “ralentizar” de manera efectiva la velocidad de la luz hasta unos 2 metros por segundo. Eso equivale a ensamblar casi 150 millones de fotos de tu viaje al Gran Cañón. «Combinamos las imágenes fijas en pequeños videoclips de los objetos ultrarrápidos. El resultado fue exactamente lo que esperábamos», afirmó Schattschneider en el comunicado. «Un cubo aparece torcido, una esfera sigue siendo una esfera, pero el Polo Norte está en otro lugar».
El equipo concluye que el mismo montaje experimental —o una variante que desarrolle las mismas ideas— podría emplearse para estudiar otras observaciones relacionadas con la relatividad especial. Mientras tanto, asegúrate de mostrar tu mejor perfil (o mejor dicho, tus mejores perfiles) cuando viajes a la velocidad de la luz.
Caroline Delbert es escritora, ávida lectora y editora colaboradora de Pop Mech. También es una entusiasta de casi todo. Sus temas favoritos incluyen la energía nuclear, la cosmología, las matemáticas de las cosas cotidianas y la filosofía de todo esto.
