Quería preguntarles una cosa
¿cuándo fue la última vez que miraron las estrellas?
Sé que a la mayoría de la gente ya se le olvida que existen
y sobre todo en esta ciudad
que está muy contaminada y luego hay muchas nubes
nunca las vemos.
Pero yo desde niño, tal vez no tan niño,
desde los 12 o 13 años,
me han fascinado las estrellas y cada vez que podía salía a verlas.
Mi papá me regaló un telescopio chiquito
cuando yo tenía como 14 años y me la pasaba en el patio
viendo los planetas, viendo las estrellas
y preguntándome siempre:
¿Qué hay allá fuera?
¿Habrá alguien en alguna de esas estrellas viéndome de regreso
con un telescopio, preguntándose qué hay aquí?
Esa fascinación duró muchos años
y en algún momento decidí que quería ser Astrónomo.
Para ser Astrónomo en este país hay que ser Físico,
entonces estudié Física.
Ya nunca fui Astrónomo, ahora soy una cosa ahí en medio,
medio Astrofísico, medio Físico, medio raro,
pero esta idea de las estrellas
y la fascinación de llegar a las estrellas
siempre se quedó conmigo.
Cuando empecé a estudiar la carrera de Física
me di cuenta de algo que seguramente muchos de ustedes
alguna vez han oído aunque no sepan bien de qué se trata
y es el hecho de que hace poco más de 100 años, en 1905
un señor que se llamaba Albert Einstein,
descubrió que la velocidad de la luz
es la velocidad máxima en el universo.
A lo mejor no les dice mucho
porque la velocidad de la luz es muy grande.
La luz se mueve a 300,000 km/s
es una velocidad tan alta que podemos platicar por teléfono
con alguien que viva en la India o en Japón
sin ningún problema, sin notar ningún problema
incluso cuando los astronautas fueron a la luna hace 40 años
podían entrevistarlos y el presidente de los EEUU podía hablar con ellos
y no se notaba un retraso nada importante
en esta conversación con astronautas en la luna,
pero el problema es que aunque la velocidad de la luz es enorme
el universo es gigantesco.
No podemos viajar más rápido de la velocidad de la luz
y eso nos presenta un problema serio,
muy serio para llegar a las estrellas.
El sol está a 8 minutos luz,
eso quiere decir, que a la luz le toma 8 minutos
llegar de aquí al sol o del sol a nosotros si quieren.
Si el sol explotara ahorita,
nadie se daría cuenta hasta dentro de 8 minutos.
La estrella que nos queda más cerca del sol
la que sigue, se llama Alfa Centauri,
la luz tarda 4 años en llegar desde esa estrella,
y es la que está al lado.
Vivimos en una galaxia
que es una gran espiral de estrellas que se llama la Vía Láctea.
El centro de nuestra galaxia está a 30 mil años luz,
la luz tarda 30 mil años en llegar
desde el centro de nuestra galaxia a nosotros,
y tarda dos millones de años
en llegar desde la galaxia de Andrómeda
que es una de nuestras vecinas, es casi la galaxia de al lado,
pues es el universo es enorme, el universo es basto,
si alguna vez queremos llegar a las estrellas
el límite de la velocidad de la luz es realmente muy serio,
es un problema muy grave, ahora ¿por qué?
¿por qué no podemos viajar más rápido que la luz?
y no es porque lo haya dicho Einstein
así no es como funciona la ciencia ¿ok?
En la ciencia no hay un principio de autoridad
no es porque lo dijo este señor muy famoso.
Siempre hay razones, hay razones teóricas,
hay razones observacionales,
hay experimentos que nos los dicen
y esto es un hecho que se ha comprobado y comprobado,
pero ¿por qué?
Básicamente la respuesta es que lo prohibe la teoría de la relatividad,
entonces les voy a hablar un poquito
les voy a dar un curso muy rápido
de un par de minutos de qué es la relatividad.
No se asusten demasiado, nomás voy a dar una idea muy vaga,
en realidad me toma normalmente como 6 meses enseñárselo a los alumnos
de 6o y 7o semestre de la carrera de física,
entonces ahorita se los voy a tratar de explicar
a ustedes que no son físicos, en dos minutos...
Pero no se asusten.
La relatividad es un concepto muy viejo
aunque no se llamaba así, no se le decía así
pero el concepto viene desde Galileo Galilei
en el siglo XVII por ahi de 1620
Galileo fue el primero que se dio cuenta de una cosa muy interesante,
resulta que el movimiento, cuando yo me muevo,
siempre tengo que hacer referencia respecto a qué me muevo.
Se dice que el movimiento es relativo,
cuando yo camino aquí en el escenario estoy caminando respecto al piso.
Cuando ustedes van en su coche, miden su velocidad respecto a la calle
y los aviones de hecho miden su velocidad
no respecto al piso, sino respecto al aire,
a lo mejor lo han notado alguna vez en alguna película
pero los aviones miden su velocidad respecto al aire
y la tierra gira respecto al sol, etc.
Si ustedes estuvieran en algún lugar del espacio
muy lejos en medio de la nada ni siquiera tendría sentido
preguntar si se están moviendo o no
porque no hay ningún punto de referencia no hay con quién comparar,
entonces el movimiento es relativo, las velocidades son relativas,
siempre se miden respecto a algo
y esto lo descubrió Galileo hace ya 400 años.
Era una cosa muy interesante
y toda la Física que se hizo después de Galileo,
Newton y todos los grandes avances del siglo XVIII y XIX,
estaban de acuerdo con Galileo,
la velocidad es relativa no hay ningún problema,
las velocidades no son absolutas.
Pero a fines del siglo XIX pasó algo muy raro,
muchos físicos que estaban estudiando la luz
descubrieron que la luz es un bicho raro,
la velocidad de la luz resulta que sí es absoluta
y Galileo decía que las velocidades eran relativas,
pero la velocidad de la luz no, siempre sale el mismo número,
no importa quién la mida,
qué tan rápido vaya la persona que mide la luz,
no importa qué tan rápido se mueva el foco que emitió la luz.
Siempre da el mismo número, siempre es igual
y esto era un problema muy serio.
A lo mejor a ustedes no les llama la atención
pero a los físicos de fines del siglo XIX los tenía vueltos locos.
Era un problema muy grave: O Galileo estaba equivocado
y las velocidades eran absolutas,
lo que no parecía tener ningún sentido;
o los que estaban midiendo la velocidad de la luz
estaban mal y no sabían medir las cosas.
Pero resulta que nadie estaba mal
y esto era un problema realmente muy grave
y esto duró un par de décadas,
hasta que en 1905 apareció esta persona que ya mencioné,
un señor que se llamaba Albert Einstein,
que se dedicó a tratar de reconciliar
esta idea de Galileo de que las velocidades eran relativas
con el hecho aparentemente real
en los experimentos de que había una velocidad absoluta,
la velocidad de la luz.
No les voy a hacer el cuento muy largo
las matemáticas son complicadas,
parte de la genialidad de Einstein
fue darse cuenta que sí existía una solución.
Había una solución lógica a este problema
y esta solución lógica resultó en lo que hoy en día conocemos
como la teoría de la relatividad de Einstein.
Es una teoría muy interesante que cambia
lo que entendemos por el espacio y por el tiempo,
por ejemplo, en lo particular nos dice que el espacio es relativo
las distancias, las longitudes de los objetos
dependen de como se muevan. Si un objeto se mueve rápido se contrae.
También los tiempos son relativos,
los relojes que se mueven respecto a mí van lento, se atrasan
y esto es algo que hemos medido muchas veces,
peor tantito, la simultaneidad es relativa,
cuando yo digo que 2 cosas pasan exactamente a la vez,
alguien que se mueve respecto a mí no está de acuerdo.
Lo ve primero uno y luego el otro y lo peor:
hay quienes se mueven en la dirección opuesta
que los ven al revés:
primero éste y luego aquél
entonces la conclusión era que a veces,
el orden en el tiempo de diferentes cosas
no es absoluto, el orden en el tiempo puede cambiar,
uno antes y otro después
pero esto crea un problemota,
si el orden en el tiempo no está bien definido
¿qué pasó con la causalidad? si algo causa otra cosa
tuvo que pasar primero pero si no estamos de acuerdo
en qué pasó primero y qué después
¿pues a dónde fue a parar la causalidad?
tenemos una crisis otra vez
y parte, de lo que hizo Einstein
fue darse cuenta que había una solución,
la solución para proteger la causalidad
era pensar que la velocidad de la luz no sólo es absoluta,
sino que es la velocidad máxima en el universo,
si nada puede viajar más rápido que la luz protegemos la causalidad,
si algo pudiera viajar más rápido que la luz
entonces habría personas que podrían viajar al pasado,
personas que habrían visto el efecto después de la causa,
no es la manera correcta.
Entonces la velocidad de la luz es la velocidad máxima
y se debe a que hay que proteger la causalidad.
Entonces hasta ahí la cosa a principios del siglo XX
la velocidad de la luz es la máxima
y si eso fuera lo único para decir ya se acabó la charla
y nos podemos ir a nuestra casa
pero, afortunadamente no es cierto.
En 1916 Einstein desarrolló una segunda teoría,
también se llama relatividad y eso luego confunde a la gente
ésta se llama la relatividad general,
y es una teoría de la gravedad.
Einstein se puso a tratar de entender la gravedad,
que ya la entendíamos un poco desde Newton,
pero él notó que había problemas,
en particular la gravedad según Newton era instantánea,
si alguien movía el sol, la tierra reaccionaba instantáneamente,
y esto violaba el hecho de que nada podía viajar más rápido que la luz,
entonces Einstein se puso a desarrollar una nueva teoría de la gravedad,
se tardó 10 años,
que para alguien de la inteligencia de Einstein era algo muy impresionante
y se basó en algo muy bonito,
el Principio de Equivalencia, que también lo descubrió Galileo
que si yo me dejo caer, todos los objetos caen igual
si dejan caer cosas del techo, todas caen exactamente igual,
una pelota de boliche o de ping pong caen igual,
no cae más rápido la más pesada, por si eso pensaban,
y eso significa, visto de otra manera,
que la trayectoria que sigue un objeto cuando hay gravedad,
no depende del objeto.
Todos los objetos siguen la misma trayectoria
y esas trayectorias son curvas, lo han visto,
los objetos los lanzo y hacen parábolas muy bonitas, elipses y demás
pero si esas trayectorias son curvas y no dependen del objeto
entonces son una propiedad del espacio, pero son curvas,
entonces el espacio debe ser curvo.
Einstein llegó a la conclusión
de que la gravedad es una deformación del espacio.
Es algo muy interesante, muy bonito
y resulta que lo bonito es que yo puedo hacer trampa,
puedo utilizar la deformación del espacio
para hacerle trampa al mismo Einstein
entonces uso a Einstein para hacerle trampa a Einstein,
puedo imaginarme maneras de distorsionar el espacio
para darle la vuelta al "que nada pueda ir más rápido que la luz"
y puedo, en principio, llegar a una estrella lejana
y regresar a tiempo para cenar.
Les voy a platicar rápidamente dos posibilidades,
que están permitidas por la teoría de Einstein,
una es muy bonita
el nombre técnico es Agujero de Einstein-Rosen,
suena muy técnico y la razón es porque Einstein
y otro científico que se apellidaba Rosen
tuvieron esta idea por ahí de 1935.
Pero en la literatura y en las películas de ciencia ficción se llama
un Agujero de Gusano.
Ustedes lo vieron muy recientemente, si les gusta la ciencia ficción,
y vieron la película de Interstellar,
en la película de Interstellar viajan por un Agujero de Gusano
un Agujero de Gusano es como un túnel,
me meto aquí y salgo en Alfa Centauri,
recorriendo una distancia muy corta,
es un atajo en el espacio.
Éstas estructuras, ahí tienen un diagrama muy bonito
de cómo es un Agujero de Gusano en dos dimensiones,
son permitidas por la teoría de Einstein,
la teoría de Einstein permite hacer éstos túneles,
una cosa es que lo permita
y otra cosa es tener idea de cómo hacerlo en la práctica,
nadie tiene la remota idea de cómo hacer un Agujero de Gusano,
pero por lo menos la teoría los permite.
Otra idea, ésta dejo que la piensen un poquito,
otra idea, que no requiere hacerles agujeros al espacio,
es una idea que se le ocurrió también a un señor, no hace tanto,
en 1994, ése que está en la foto
y la idea es diferente, en lugar de hacerle agujeros al espacio
vamos a usar otra propiedad del espacio,
el espacio se puede deformar y curvar y torcer, también se puede expandir,
seguramente han oído de la expansión del universo, alguna vez,
las galaxias se alejan todas unas de otras
y esto no se debe a que estén alejándose de un punto central
en el que hubo una explosión, no es así.
Como lo entendemos en Física es que las galaxias están quietecitas,
y el espacio en medio está creciendo. El espacio se expande.
Entonces yo puedo usar ésta idea y hacerlo en chiquito.
Imagínense que yo estoy aquí paradoy de alguna manera
logro que el espacio atrás de mí se expanda,
entonces me voy a alejar de esa pared,
y si a la vez hago que el espacio aquí en frente se contraiga
me voy a acercar a la pared de enfrente.
Si hago esta combinación de expansión y contracción,
puedo llegar de aquí a la pared de allá sin moverme,
fue el espacio el que hizo todo el trabajo.
A esto se le llama la propulsión por distorsión o propulsión Warp
y es otra manera de viajar más rápido que la luz,
resulta que uno lo puede hacer tan rápido como quiera.
Estas son dos ideas de cómo tal vez podríamos viajar más rápido que la luz.
Sin embargo, hay un precio a pagar.
Así funciona la vida, siempre que uno encuentra una cosa bonita
resulta que es muy cara.
Aquí también pasa algo parecido:
cualquiera de las dos ideas que les platiqué,
el Agujero de Gusano o la propulsión Warp,
requieren, cuando uno hace las matemáticas de una cosa
llamada energía negativa, y a lo mejor a ustedes no les dice nada,
pero acuérdense que Einstein nos dijo otra cosa:
"masa y energía son equivalentes" son la misma cosa,
Acuérdense de los reactores nucleares y las bombas atómicas,
la masa y la energía son lo mismo.
Entonces energía negativa es igual a masa negativa,
y yo nunca he ido al súper a comprar -4 kilos de tortillas.
No hay masas negativas,
y si no hay masas negativas, no hay energías negativas
y si no hay energías negativas no puedo hacer nada de esto.
No puedo hacerle hoyos al espacio-tiempo,
no puedo hacer la propulsión Warp,
es un problema.
La energía negativa de hecho no está prohibida,
las leyes de la física no la prohiben,
pero nunca la hemos visto,
en una de ésas simplemente no existe.
Entonces nomás termino entonces con ésta pregunta inicial:
¿podemos viajar más rápido que la luz?
¿podemos ir algún a las estrellas y regresar a tiempo para cenar?
Pues Einstein nos dijo en 1905 que no se podía,
la velocidad de la luz es un límite,
pero a veces, usando la otra teoría de Einstein,
la relatividad general, puedo hacer trampa, torcer el espacio,
expandirlo, comprimirlo, hacerle agujeros,
y viajar más rápido que la luz,
sin embargo el precio a pagar,
es que haya energías y masas negativas,
que a lo mejor no existen.
Entonces estamos un poco atorados,
pero así es la ciencia y es un poco el mensaje que les quería decir,
la ciencia avanza así, hacemos preguntas,
y encontramos a veces respuestas,
a veces encontramos que las respuestas no nos gustan,
no era lo que hubiéramos querido, pero el universo no es como queremos.
Es como es y a veces encontramos
que simplemente no tenemos suficiente información,
como para responder todavía la pregunta,
y esa es un poco la situación en éste caso.
Hoy en día no tenemos toda la información
con suerte, alguien llegará en 20, 30 o 100 años
y encontrará la respuesta y nos dirá definitivamente
si sí podemos llegar a las estrellas más rápido que la luz.
Pues nomás antes de irme les voy a pedir que hagan una cosa,
hoy en la noche, si las nubes nos lo permiten, por favor salgan
y miren un poquito las estrellas
y piensen ¿Qué hay allá afuera?
Muchas gracias.
(Aplausos)