Se asume, por convención, que la velocidad de la luz es constante en todas direcciones, pero no es un hecho corroborado experimentalmente de forma contundente. Esto suele sorprender al público amateur, pero es algo bien sabido por la comunidad científica. No hay una manera de determinar, de forma contundente, que la velocidad de la luz es constante, como se asume en la Teoría de la Relatividad.
Los dos principios que rigen la relatividad de Einstein son: que la luz tiene velocidad constante, y que las leyes físicas funcionan igual en todo lugar del universo. Esas constituyen las partes especulativas de la teoría. Por supuesto que, si no tuviera especulaciones, no sería una teoría, sino una ley. Sin embargo, es una teoría científica muy bien afianzada, ya que hay muchos fenómenos físicos corroborados experimentalmente, según lo predice la relatividad. Muchas de sus predicciones se han cumplido. Por lo tanto, a pesar de asumir los dos principios antes mencionados, parece que funciona, al menos en ciertos ámbitos.
Actualmente, se piensa en la posibilidad de que hubiera variaciones de la velocidad de la luz. Es decir, que la velocidad de la luz no fuera constante. Pero esto también es una especulación, no un hecho corroborado. Tendría que haber un experimento que demostrara esa variación, así que, mientras no lo haya, permanece como especulación. Sin embargo, hay que tomarlo en cuenta para eliminar la posibilidad o aceptar esta mediante comprobación en uno u otro sentido, y hacer las correcciones pertinentes a la teoría de la relatividad.
Es en las posibles causas que pudieran originar las variaciones en la velocidad de la luz, precisamente, donde se encuentra el campo inexplorado de la naturaleza de la luz. Respecto a esto, es importante considerar lo siguiente:
Primero: Ignoramos si el tejido del espacio tiempo tiene algún tipo de densidad, o algún otro tipo de condición física que pudiera causar una variación en la velocidad de la luz en determinadas zonas del universo.
Segundo: Asumimos que la luz es una onda electromagnética transversal que no requiere de un medio para transmitirse, y que a la vez puede comportarse como partículas (hecho que sigue siendo un total misterio). Y lo más importante, pensamos que la luz tiene la misma velocidad inicial, media y final. Es decir, asumimos que la luz no acelera desde cero para alcanzar su velocidad tope, y que sigue constante hasta llegar a su destino. El fenómeno de la velocidad instantánea de la luz no ha sido explicado, ni fundamentado de ninguna manera.
Tercero: Ignoramos el porqué de la velocidad tope de la luz. ¿A qué se debe su velocidad máxima? ¿Qué es lo que causa que exista un tope a esa velocidad específica y qué condiciones determinarían que fuera constante?
¿Qué pienso yo al respecto?
Pienso que la clave de la velocidad de la luz está en la naturaleza del tejido espacio-tiempo, cuya estructura tiende a ondular, a curvarse, como dijo Einstein. Por lo tanto, debemos considerar las dimensiones espaciales y temporales como una onda. Esto último no lo dijo Einstein, pero así lo considero en mi Método geométrico para el cálculo de fenómenos relativistas, el cual está basado en la ecuación exponencial compleja, que también se utiliza en el cálculo de la carga en las ondas electromagnéticas. Pal Dirac también utiliza la ecuación exponencial compleja para definir su famosa ecuación, en la que se abre una ventana entre la mecánica relativista y la cuántica.
A mi parecer, el modelo cuatridimensional de Einstein se queda corto, ya que debemos considerar otras dimensiones como fundamentales y que en la actualidad se toman como simples magnitudes físicas sin mayor relevancia, como lo son la velocidad o la aceleración, pero que son necesarias para el cálculo de la posición de un objeto. Lo explicaré.
Necesidad de considerar otras dimensiones como fundamentales
Hagamos un experimento mental de un evento. En nuestra experiencia, si dos personas hacen una cita para un encuentro en un edificio, se requieren al menos cuatro datos importantes que son:
1) Dos coordenadas para ubicar el edificio en un mapa de la ciudad (como podrían ser la intersección de dos calles);
2) El piso del edificio donde tendrá lugar la cita (que sería una tercera coordenada);
3) Una cuarta coordenada temporal para determinar la hora de la cita.
Es decir, se requieren 3 dimensiones espaciales y una temporal para coincidir en la cita. Eso, como dije, en nuestra experiencia en la Tierra, ya que la cita sucedería en el mismo sistema inercial que representa el planeta en movimiento.
Pero ¿Qué pasaría si la cita fuera en la estructura habitacional de una nave espacial que viaja a determinada velocidad y que además tiene cierta aceleración? El punto y el instante correctos de la cita serían más difíciles de ubicar. Tendrían que calcularse no solamente con las 4 dimensiones espaciotemporales que Einstein dice fundamentales, pues no serían suficientes, sino que se requerirían los datos de la velocidad y de la aceleración de la nave para ubicar el punto exacto de la cita. La velocidad como nivel dimensional 5, y la aceleración, como nivel dimensional 6.
Pero eso no es todo. Supongamos que la cita es en una nave que viaja en el espacio, a determinada velocidad y aceleración, pero que está entrando a un agujero negro (o, para el caso, cualquier otro campo gravitacional fuerte). Entonces, tendríamos que tomar en cuenta la fuerza gravitatoria en ese punto, ya que tanto el tiempo como el espacio se ven deformados por la gravedad. La gravedad constituiría el nivel dimensional 7. Sin todos estos datos, sería imposible acudir a la cita en el tiempo y espacio correctos.
Este experimento mental es la base de mi teoría de la correlatividad dimensional, que considera la afectación de una dimensión sobre otras de magnitudes distintas. Es decir, cada dimensión afecta a las otras en la medida de su magnitud. Y lo hace de forma exponencial.
La fuerza gravitacional modifica la aceleración de una partícula, y la aceleración modifica a su vez su velocidad, la velocidad modifica la duración del tiempo de la partícula (dilatación del tiempo relativista), y la dilatación del tiempo afecta la longitud en el sentido del movimiento (contracción de longitud relativista). Las dos dimensiones espaciales restantes varían en función de la contracción de la longitud, una de ellas incrementando su magnitud y la otra reduciéndola. Si la contracción de la longitud llegara a cero, la dimensión que se reduce llegaría a cero, y la que aumenta tendería a infinito. Sin embargo, esto, según la teoría de la Relatividad, requeriría un incremento infinito de la masa. En este caso, la partícula dejaría de ser materia para convertirse en energía.
Como vemos, y dado que la masa determina la fuerza gravitatoria de un cuerpo, podemos decir que el estado de la materia con su cualidad de masa afecta la gravedad como una dimensión más. A mayor masa, mayor fuerza gravitatoria. Por lo tanto, la masa debe ser una dimensión de nivel superior a la fuerza de gravedad; en este caso el nivel dimensional 8. Y sabemos, por Einstein, que la masa se convierte en energía.
Pero luego, ¿Qué determina la cantidad de energía de un objeto? La potencia. Por lo tanto, la potencia es la magnitud para medir el siguiente nivel dimensional que es la energía misma (nivel dimensional 9). Hasta aquí, ya llevamos 9 niveles dimensionales.
Dentro de las grandes limitaciones que tengo, he podido calcular 11 niveles dimensionales (ignoro si existen más, al menos con el criterio que estoy aplicando). También ignoro lo que significan los niveles 10 y el 11. Tengo el presentimiento de que el nivel dimensional 10 representa a la materia oscura, y el nivel 11 a la energía oscura. Pero no tengo información para corroborarlo. Como sabemos, una pequeña cantidad de materia es equivalente a una gran cantidad de energía. Sabemos que la materia oscura es, en cantidad, más abundante que la energía visible. Y también sabemos que la energía oscura es, a su vez, mucho más abundante que la materia oscura. Es precisamente este incremento en la magnitud de los distintos niveles dimensionales cada vez más altos, lo que propone mi Teoría de la Correlatividad Dimensional. El incremento en la magnitud de cada nivel dimensional afecta, inevitablemente, a los demás. De ahí el nombre de la teoría.
Dante Amerisi, 2012.
Dante Amerisi 