Los físicos de la Universidad de Glasgow descubrieron una paradoja en la teoría de la relatividad de Einstein que pone ‘en peligro’ lo que entendemos de la física. Un artículo publicado en la revista Journal of Modern Optics, y citada por el medio Gizmodo, ofrece una explicación a esta contradicción.
Uno de los principios fundamentales de la física nos dice que un objeto en reposo permanece en reposo, y un objeto en movimiento permanece en movimiento.
Sin embargo, investigadores de la Universidad de Glasgow descubrieron una paradoja que cuestiona este principio básico. En su estudio, publicado a comienzos de este año, encontraron casos en los que los átomos en movimiento (pero no estacionarios) que escupían paquetes de energía luminosa generan una pequeña fuerza que actúa como fricción. Una fuerza que existe cuando un objeto se mueve, pero no cuando está inmóvil, viola los principios centrales de las leyes de relatividad de Einstein.
“O perdimos algo sutil o había algo malo en las técnicas que toda la comunidad [científica] estaba usando para analizar las interacciones luz-materia”, declaró a Gizmodo Stephen Barnett, físico teórico de la Universidad de Glasgow.
La paradoja surgió de combinar dos puntos cruciales. El primero es que los átomos, en movimiento o no, que se han excitado por un golpe de energía pueden emitir fotones de manera espontánea. El segundo punto es que los fotones actúan como partícula y como onda al mismo tiempo y cualquier cosa que actúe como una onda experimenta el efecto Doppler.
“En conclusión, tenemos una fuerza de fricción asociada con el evento de emisión espontánea”, explicaron los científicos. “No obstante, la existencia de una fuerza en un cuadro que no existe en el otro parece estar en desacuerdo con los principios de la relatividad”.
Así, los investigadores pensaron que estaban frente a una fuerza que solo existe cuando el átomo está en movimiento, y esto era una violación de las leyes fundamentales.
No obstante, resolvieron la paradoja: el átomo en movimiento pierde una pequeña cantidad de masa a través de la emisión de energía, eliminando la necesidad de una fuerza de fricción dependiente de la velocidad. Esencialmente, se encontraron con la ecuación más famosa de Einstein, (E=mc2), demostrando que la energía y la masa son proporcionales usando las leyes básicas de la física.
“Hemos empleado un análisis completamente no relativista para llegar a una paradoja cuya única resolución parece implicar la necesidad de una característica central de la relatividad especial”, se explica en el documento publicado en el Journal of Modern Optics.
