Los taquiones son partículas hipotéticas que siempre viajan más rápido que la velocidad de la luz. Einstein demostró que tales partículas permitirían la comunicación en el tiempo, lo que abre todo tipo de problemas con una regla fundamental del universo. Si bien los físicos no han demostrado que los taquiones no puedan existir, hay buenas razones para creer que no.
La barrera de que nada con masa puede atravesar a la velocidad de la luz no es solo una expresión de la limitación de la ingeniería o una representación de una falla de la imaginación. Está integrado en las mismas leyes del universo, como lo expresa la teoría especial de la relatividad de Einstein.
Digamos que quieres empezar a viajar más rápido que la velocidad de la luz. Empiezas desde el reposo y te das un pequeño empujón. Debido a que tienes masa, tu empujón tiene que superar un poco de inercia para ponerte en marcha, pero finalmente te pones en marcha. Enciendes un cohete, por ejemplo, y despegas.
Pero una vez que estás fuera de la plataforma de lanzamiento, no te detienes. Tienes algún motor superavanzado que te permite seguir empujando, provocando que sigas acelerando. A velocidades mucho más bajas que la velocidad de la luz, todo tiene sentido: por cada segundo que enciendes tus motores, obtienes la misma cantidad de aceleración y el mismo impulso en tu velocidad.
Pero a medida que te acercas a la velocidad de la luz, algo divertido comienza a suceder. La misma cantidad de energía puesta en sus motores comienza a darle cada vez menos aceleración, por lo que obtiene menos velocidad por su dinero. A pesar de trabajar sus motores al extremo, se encuentra acercándose poco a poco a la velocidad de la luz, pero nunca la alcanza. En algún momento, te das cuenta de que para alcanzar la velocidad de la luz, necesitas poner una cantidad infinita de energía en tus motores, que no tienes.
El problema aquí es que la energía es masa, dada por E = mc^2. Cuanto más rápido te mueves, más energía cinética tienes, lo que significa que eres literalmente más pesado cuanto más rápido vas. A medida que te acercas a la velocidad de la luz, tu masa tiende al infinito, por lo que se necesita una cantidad infinita de potencia de cohete para alcanzar la velocidad de la luz.
La solución de los taquiones
Pero esas reglas se aplican a objetos con masa que comienza por debajo de la velocidad de la luz. Los objetos sin masa, como la luz misma, viajan automáticamente a la velocidad de la luz, sin disminuir ni acelerar nunca. En 1967, basándose en un trabajo que se remonta a décadas, el físico Gerald Feinberg propuso una nueva clase de partículas: objetos con “masa imaginaria”. (“Imaginario” aquí se refiere al término matemático para la raíz cuadrada de -1.) Estas partículas, a las que llamó taquiones, nunca viajarían más lento que la velocidad de la luz. De hecho, se verían obligados a ir siempre por encima de la velocidad de la luz y tendrían tanta dificultad para reducir la velocidad a la velocidad de la luz como nosotros para intentar acelerar hasta ella.
Feinberg no fue el primero en considerar partículas más rápidas que la luz, pero fue él quien acuñó nuestra palabra para ellas. Einstein jugó con la idea, pero descubrió que tales partículas violaban una regla central del universo: la causalidad.
La causalidad es tan fundamental que subyace a todo lo que entendemos sobre el funcionamiento del universo. En pocas palabras, la causalidad establece que las causas deben preceder a los efectos. Tengo que enviarte un mensaje de texto antes de que suene el teléfono, tengo que ponerme un trozo de queso en la boca antes de poder comerlo, y así sucesivamente.
Causando problemas
Pero los taquiones son capaces de violar la causalidad. Para ver cómo, hagamos un pequeño experimento mental. Estoy sentado en la Tierra mientras tú vives una gran aventura en el universo. Quiero enviarte una señal con taquiones, así que enciendo mi transmisor de taquiones y envío un mensaje.
Desde mi perspectiva, los taquiones se alejan de mí más rápido que la velocidad de la luz en tu dirección. Hasta ahora tan bueno.
Si está completamente quieto, eventualmente, el taquión lo alcanzará en menos tiempo del que le tomaría a la luz llegar allí. No serías capaz de ver venir el taquión hasta que ya te haya pasado, lo cual no es gran cosa. Si tuvieras un telescopio apuntándome, recibirías el taquión antes de ver la imagen mía presionando el botón para enviarlo. Curioso, pero aún no es un gran problema.
El problema viene si empiezas a moverte. En relatividad, desde tu perspectiva, estás parado mientras la Tierra parece estar retrocediendo. Esto introduce la dilatación del tiempo: desde su perspectiva, todo en el universo, incluida la acción de mí presionando el botón, se ralentiza. De hecho, si viajas lo suficientemente rápido, podrías recibir mi taquión y enviar una respuesta antes de que presione el botón en primer lugar; puede enviar una señal en el tiempo.
Una vez que permite enviar señales en el tiempo, puede jugar muchos juegos divertidos que crean contradicciones. Puede recibir un mensaje para evitar que sus abuelos se reúnan, lo que significa que nunca existiría, pero necesita existir para retroceder en el tiempo y evitar que sus abuelos se reúnan. Puede desencadenar una explosión que destruya el emisor de taquiones antes de que reciba su mensaje. Incluso puedes destruirte a ti mismo en tu propio pasado.
Y debido a que no vivimos en un universo donde ocurren estas contradicciones y violaciones de la causalidad, parece poco probable que existan los taquiones.
Con información de Space.com
