Acerca de la velocidad de la luz (Parte I)

© Lic. Mauricio Rinaldi (texto e imagen)

La velocidad de la luz en el vacío es por definición una constante universal de valor 299.792.458 m/s2 (suele aproximarse a 3•10 a la 8 m/s), o lo que es lo mismo 9,46 x 10 a la 15 m/año; esta última cifra es la usada para definir un intervalo llamado año luz.

Se simboliza con la letra c, proveniente del latín celéritās (es decir, celeridad o rapidez), y también es conocida como la constante de Einstein. El valor de la rapidez de la luz en el vacío fue incluida oficialmente en el Sistema Internacional de Unidades (SUI) como constante el 21 de octubre de 1983, pasando así el metro a ser una unidad derivada de esta constante.

La rapidez de la luz a través de un medio que no sea el vacío depende, entre otros factores electromagnéticos, de su permitividad eléctrica y de su permeabilidad magnética. En medios materiales, esta rapidez es inferior a c y queda codificada en el índice de refracción. En modificaciones del vacío más sutiles, como espacios curvos, efecto Casimir, poblaciones térmicas o presencia de campos externos, la rapidez de la luz depende de la densidad de energía de ese vacío.

Hasta la época de Galileo Galilei (1564-1642) se creía que la luz era instantánea, lo cual equivale a decir que tenía velocidad infinita. Sin embargo, como agudo observador y hombre de ciencia, Galileo sospechó que la luz debía tener una velocidad definida, por lo que se decidió de medir esta velocidad. Para ello, ideó un experimento colocando dos linternas (F1 y F2) en colinas separadas 1km entre sí. En cada colina se coloca un observador. El experimento consiste en que el primer observador destapa su linterna y, cuando el segundo observador en la otra colina ve la luz, destapa a su vez su propia linterna. En ese momento el primer observador verá la luz de la segunda linterna y se medirá el tiempo que la luz ha necesitado para recorrer la distancia desde el primer observador hasta el segundo, y del segundo al primero. El concepto del experimento es correcto, sin embargo, la velocidad de la luz es tan alta que Galileo no pudo obtener un resultado razonable.

Varios fueron los hombres de ciencia que intentaron medir la velocidad de la luz. A continuación damos los resultados que obtuvieron a lo largo de la historia.

1676 - Römer (Francia): 200.000 km/s

1729 – Bradley (Inglaaterra): 304.000 km/s

1849 – Fizeau (Francia): 313.000 km/s

1862 – Foucault (Francia): 293.000 km/s

1876 – Cornu (Francia): 299.990 km/s

1880 – Michelson (EE.UU.): 299.910 km/s

1883 . Newcomb (Inglaterra): 299.960 km/s

1906 – Rosa y Dorsey (EE.UU.): 299.781 km/s

1923 – Mercier (Francia): 299782 km/s

1926 – Michelson (EE.UU.): 299.796 km/s

1940 – Heuttel (Alemania): 299768 km/s

1950 – Bergstrand (Suecia): 299.792,7 km/s

1950 – Essen (Inglaterra): 299.792,5 km/s

1951 – Asñakson (EE.UU.): 299.794,2 km/s

1952 – Froome (Inglaterra): 299.792,6 km/s

1956 – Edge (Suecia): 299.792,9 km/s

Hasta hace poco se consideró que la velocidad de la luz era una velocidad límite, es decir, que no había ninguna partícula que pudiera superar esta velocidad. En efecto, Albert Einstein calculó este fenómeno, utilizándolo luego en la formulación de su teoría de la relatividad en 1905. Sin embargo, un experimento reciente hizo que este umbral científico fuera puesto en duda. Al respecto hablaremos en una próxima nota.