On the detection of absolute velocity in a Newtonian universe

La Gran Trampa de Velocidad Cósmica

Imagina que flotas en un océano vasto y vacío, rodeado de nada más que agua y tu propio bote. Si miras hacia afuera y ves otro bote derivando cerca, puedes notar fácilmente qué tan rápido se mueve ese bote con respecto al tuyo. Puedes medir la distancia entre ustedes y ver cómo cambia. Esto es lo que llamamos velocidad relativa: la velocidad medida respecto a algo más. Pero, ¿qué pasaría si quisieras saber qué tan rápido se mueve tu bote a través del agua misma, independientemente de cualquier otro bote? En los viejos tiempos de la física, específicamente en el universo descrito por Isaac Newton, los científicos creían que existía una cuadrícula oculta e invisible llamada espacio absoluto que llenaba todo el cosmos. Esta cuadrícula era como un escenario gigante e inmóvil sobre el cual se desarrollaba el drama del universo. Según esta visión, cada objeto tenía una velocidad verdadera, "absoluta", con respecto a este escenario invisible, no solo una velocidad relativa a sus vecinos.

Durante siglos, la gran pregunta fue: ¿Podemos realmente encontrar esta velocidad absoluta? La respuesta estándar, transmitida por el propio Newton, fue un rotundo "No". La lógica era la siguiente: dado que todas las fuerzas que podemos medir (como la gravedad o las colisiones) solo se ocupan de cómo las cosas se mueven relativamente entre sí, no hay forma de saber si todo el universo se desplaza lentamente a través del escenario invisible o si permanece quieto. Se pensaba que era una regla fundamental del universo que la velocidad absoluta fuera un secreto que el cosmos nos ocultaba. Pero, ¿qué pasaría si esa regla no fuera una ley de la naturaleza, sino simplemente un error en la forma en que estábamos planteando la pregunta?

El Gran Giro del Artículo

En este artículo, Jorge Manero, Ricardo Muciño y Elias Okon, de la Universidad Nacional Autónoma de México, ofrecen una nueva mirada a este viejo enigma. No están intentando probar que podamos encontrar la velocidad absoluta en nuestro universo real y moderno (porque sabemos que nuestro universo no es realmente newtoniano). En su lugar, están jugando un juego de "¿qué pasaría si...?" dentro de un universo puramente teórico y newtoniano para ver si los viejos argumentos contra la detección de la velocidad absoluta realmente se sostienen.

Los autores argumentan que las razones estándar para creer que la velocidad absoluta es indetectable son, en realidad, circulares. Es como decir: "No puedes encontrar el tesoro oculto porque el mapa solo muestra las cosas que ya puedes ver". Señalan que los viejos argumentos asumen, desde el principio, que solo las cosas que permanecen constantes cuando desplazas todo el universo (como las distancias relativas) pueden ser medidas. Pero el artículo sugiere que no hay una razón formal en las leyes de Newton para hacer esa succión.

Para entender su punto, imagina a dos amigos, Sally y Harry, en un mundo newtoniano. El viejo argumento dice que si Sally intenta medir su velocidad absoluta y decírselo a Harry, no puede hacerlo porque el "mensaje" que envía (como una carta) está hecho de cosas relativas (tinta sobre papel, que no cambia si la habitación entera se mueve). Por lo tanto, el mensaje no puede portar el secreto de su velocidad absoluta. Los autores dicen que este razonamiento es erróneo. Argumentan que el hecho de que el mensaje sea relativo no significa que el resultado de la medición tenga que ser relativo.

Aquí está la analogía lúdica que utilizan: Imagina que tienes una máquina que mide la velocidad de un coche que pasa. En un universo newtoniano, si golpeas el coche contra tu máquina, la velocidad final de la máquina cambiará basándose en la velocidad inicial del coche. Incluso si el "golpe" solo se ocupa de qué tan rápido se mueven relativamente el uno al otro, la velocidad absoluta final de la máquina (su velocidad con respecto al escenario invisible) terminará siendo un registro perfecto de la velocidad absoluta inicial del coche. La máquina no necesita "saber" sobre el escenario invisible; solo necesita reaccionar a la colisión. La velocidad final de la máquina es la medición.

Los autores demuestorden que, en un universo newtoniano, se puede configurar un experimento perfectamente válido donde el estado final de un dispositivo de medición (como una pelota que rebota o una rueda que gira) codifica la velocidad absoluta inicial del objeto que golpeó. Las matemáticas funcionan perfectamente. La única razón por la que pensamos que no podemos hacer esto es porque hemos decidido arbitrariamente que una "medición" debe registrarse de una manera que ignore la velocidad absoluta. Pero el artículo argumenta que esto es solo una regla que nosotros inventamos, no una regla escrita en las leyes de la física.

Entonces, ¿cuál es el veredicto? El artículo concluye que no existen razones formales dentro de la propia teoría de Newton para decir que la velocidad absoluta es indetectable. La famosa afirmación de que es imposible basarse en un bucle lógico, no en un hecho duro. Los autores son cuidadosos al decir que no han probado que la velocidad absoluta sea detectable en nuestro mundo real (porque nuestro mundo no sigue las reglas de Newton exactamente), pero han probado que los viejos argumentos que afirman que debe ser indetectable están rotos. Es un recordatorio de que, solo porque algo parezca imposible de medir, no significa que el universo tenga una regla que lo prohíba; a veces, solo significa que no hemos encontrado la forma correcta de hacer la pregunta.