00:00Si hay algo que he aprendido sobre la luz es que, para ser simplemente energía, a la
00:06luz le encanta confundirnos. Durante años, los científicos debatieron si era una partícula
00:11o una onda, porque muestra características de ambas, aparentemente incapaz de decidirse.
00:18Se comporta diferente cuando la estás mirando que cuando no. Pero al menos su velocidad
00:24es consistente. La luz viaja a la velocidad de la luz. No importa tu punto de referencia,
00:30sigue siendo la misma. Excepto que no, resulta que la constante de la velocidad de la luz
00:36tampoco es correcta. La luz podría ir más lenta de lo que la física predice en determinadas
00:43circunstancias. Y no, no estoy hablando solo de que vaya más lenta en medios más densos
00:49como el vidrio. Aunque es lo que queríamos contar en este vídeo en un principio. Tenemos
00:54una explicación para eso. Estoy diciendo que en algunas circunstancias, la luz parece trazar
01:01una nueva ruta a través del tiempo y el espacio, que la hace ir más lenta o más rápida que
01:06la velocidad de la luz, incluso sin la presencia de medios densos. Pero lo realmente extraño
01:13es que llega al mismo destino tanto en el tiempo como en el espacio. Permíteme mostrarte lo que
01:20quiero decir. Gracias a un nuevo experimento de doble rendija, voy a mostrarte que tu comprensión
01:27de la luz puede no ser correcta. La luz viaja a 299.792.458 metros por segundo. Según la relatividad,
01:44la luz solo puede viajar a esta velocidad y, curiosamente, parece mantenerla independientemente
01:50del marco de referencia. Dos personas pueden estar viajando por el espacio, una a un 1% de
01:58la velocidad de la luz y otra a un 50%, pero aunque ambas miren al mismo haz de fotones,
02:05lo verán viajar a la misma velocidad. Al parecer, el tiempo y la distancia prefieren deformarse
02:12antes que permitir ver otra cosa que no sea la luz viajando a la velocidad de la luz.
02:18Por supuesto, cuando los científicos dicen esto, se refieren a la luz que viaja en el
02:24vacío. Hace tiempo que sabemos que en cuanto entra en juego la materia, la luz se atasca
02:30y viaja más despacio. La luz en el aire solo viaja a 299.705.000 metros por segundo, es
02:39decir, 87.458 metros por segundo más lenta que en el vacío. La luz en el agua va a unos
02:48225 millones de metros por segundo. La luz que atraviesa el cristal alcanza los 200 millones
02:57de metros por segundo. Las razones son intrigantes, pero se comprenden bastante bien y, desde luego,
03:04no rompen la física. Cuando la luz viaja a través de la materia, sus campos electromagnéticos
03:11hacen que los electrones de la materia también se muevan, como barcos meciéndose en el agua.
03:17Pero al moverse, los electrones también generan un campo eléctrico que a su vez crea un campo
03:23magnético. Estas partículas en movimiento crean una segunda onda luminosa que se superpone
03:29a las ondas de luz original, aunque ondeando a un ritmo ligeramente distinto. La velocidad
03:36exacta varía dependiendo del material. Cuando dos ondas se encuentran, interfieren entre
03:42sí, es decir, se solapan, a veces interfiriendo de forma constructiva para fortalecerse mutuamente
03:48y a veces actuando en contra. Así que cuando se toma el total de las subidas y bajadas, se
03:56obtiene una nueva onda, que viaja a una velocidad diferente de las otras dos, que va más lenta
04:01que la velocidad de la luz. Con el tiempo, esta onda de propagación puede alcanzar el
04:08borde del material, y sin esos electrones interfiriendo más, vuelve a la onda de luz
04:13original, que es entonces libre de seguir su camino inicial a su velocidad original como
04:19si nada hubiera pasado. Los científicos se han divertido mucho con
04:24este concepto. En 1999, la investigadora Lene Howe de Harvard consiguió ralentizar la luz
04:33a la asombrosa velocidad de 61 km hora, enviándola a través de una nube de átomos de sodio, enfriados
04:40a un milmillonésimo de grado por encima del cero absoluto.
04:45Dos años más tarde, Howe consiguió reducir la velocidad de la luz a cero antes de calentar
04:52la nube y acelerarla de nuevo. Puede que este resultado te parezca sorprendente. Sin embargo,
04:59también han ocurrido cosas extrañas en sentido contrario. En el año 2000, investigadores del
05:05Instituto NEC de Princeton, Nueva Jersey, enviaron un pulso de luz a través de una nube de átomos
05:10de cesio. Increíblemente, al cronometrar la rapidez con la que el pulso salía de la nube,
05:17parecía salir antes de haber entrado. Aunque esto podría parecer romper la física, ¿cómo
05:23se puede salir de algo antes de entrar? No. Afortunadamente, había una explicación sencilla
05:29que evitaba demasiadas paradojas. Aunque el pulso de luz viajaba más rápido que la luz,
05:36la luz en sí misma no lo hacía. Era una ilusión óptica que no refutaba la relatividad de Einstein.
05:44Veamos más de cerca un fotón de luz. Cada fotón representa un pequeño paquete de ondas que se
05:51mueven arriba y abajo. La velocidad a la que se propagan las ondas dentro de dicho paquete se conoce
05:57como velocidad de fase, mientras que la velocidad a la que viaja el paquete en conjunto se conoce
06:04como velocidad de grupo. También se puede tener una velocidad de frente, que es la velocidad a la
06:10que puede viajar el primer fotón de una onda de fotones. Esto es un poco enrevesado, así que vamos
06:17a explicarlo con un ejemplo. Piensa en una multitud haciendo la ola. La ola que hace la gente es la
06:26velocidad de fase. Puedes ver la ola viajando a través de la multitud rápidamente, pero la
06:33multitud en sí está quieta, por lo que la velocidad real de nuestra onda es cero. Estas personas son la
06:41velocidad de grupo, o también podrían ser la velocidad de frente. Imaginemos que nuestra multitud
06:47camine. A medida que lo hacen, podrían seguir haciendo la ola. Pero aunque la ola de manos fuera
06:54realmente rápida en su dirección de desplazamiento, se desvanecería al llegar al fin de la multitud.
07:01El intercambio de información no puede ir más rápido que la velocidad a la que va la multitud,
07:07independientemente de lo rápido que parezca viajar la ola de manos. Einstein en su relatividad nunca
07:14afirmó que la velocidad de fase no pudiera superar la velocidad de la luz. Solo afirmó que la información
07:21no podía viajar más rápido que la luz. Y si estás intentando entregar un mensaje enviándolo a través
07:27de la ola de manos, realmente no importa lo rápido que se mueva dicha ola. Hasta que no llegue la
07:33primera
07:33persona de la multitud, no se podrá entregar. Aún así, esta diferencia entre las ondas dentro de la
07:41luz y la propia velocidad de la luz se volverá interesante en nuestro próximo experimento. Y aquí es donde
07:48las cosas se ponen un poco raras. Ah, ¿pensabas que ya era raro? Pues esta es la parte que realmente
07:56desafía
07:57a la física. Volvamos a un experimento que ya hemos visto antes, el de la doble rendija. En un vídeo
08:05anterior
08:06hablo de ello al detalle. Si aún no lo has visto, te recomiendo hacerlo, ya que voy a suponer que
08:11sabes
08:12en qué consiste para la siguiente explicación. Este experimento se vuelve fascinante por cómo la
08:18luz puede comportarse a veces como onda y a veces como partícula. Sin embargo, en 2023, investigadores
08:27del Imperial College descubrieron una forma de separar las rendijas de este experimento, no en el
08:33espacio, sino en el tiempo. La forma en que lo hicieron fue sencilla. Tomaron un material transparente
08:40llamado óxido de indio y estaño, que en determinadas condiciones puede hacerse reflectante. Es el material
08:48que se utiliza en la mayoría de las pantallas de teléfono. Dispararon un láser y a continuación
08:54cambiaron rápidamente el material de transparente a reflectante y viceversa. Esto dejó solo un pequeño
09:01momento, unos pocos femtosegundos, en los que se reflejó el láser. Lo denominaron rendija temporal.
09:09Registraron el aspecto del láser una vez reflejado y descubrieron que su frecuencia se había dispersado
09:15un poco en el proceso. Pero aparte de eso, no había ocurrido nada demasiado extraño. Lo raro fue lo que
09:22ocurrió cuando enviaron dos láseres a través de estas rendijas temporales, en rápida sucesión.
09:28La posición del emisor, el espejo y el receptor seguía siendo la misma. Lo único que cambiaba
09:34era el tiempo en el que rebotaban los láseres. Y asombrosamente, con los dos, se produjo un patrón
09:42de interferencia. Sin embargo, no fue como el patrón de interferencia del experimento de doble
09:48rendija en el espacio 3D. Se trataba de un patrón de interferencia que afectaba a la frecuencia del
09:54láser. Ciertas frecuencias de luz dentro del láser se desvanecían, exactamente de la misma forma que la
10:01intensidad se desvanecía en la versión normal del experimento. Para visualizar por qué ocurría esto,
10:08veamos este experimento en relación con el tiempo. El experimento de la rendija temporal se puede dibujar
10:16de forma similar al experimento de la doble rendija, excepto que vamos a necesitar visualizar el cambio
10:22a lo largo del tiempo. Para ello, vamos a crear un gráfico en 4D en el que el espacio esté
10:29en el eje X
10:29y el tiempo en el eje Y. Quedaría como algo así. El fotón sale del emisor por la izquierda, golpea
10:37la
10:37rendija temporal, se refleja y llega al receptor. He dibujado esto como una línea continua solo para
10:44simplificar las cosas, pero la idea funciona igual de bien de cualquier manera. Más tarde,
10:51un segundo fotón es liberado por el emisor, se refleja y llega al receptor en un momento
10:56ligeramente posterior, representado en un lugar más arriba, más hacia el futuro en nuestro gráfico
11:03temporal. Si la luz se comportara normalmente, viajando a la velocidad que se supone que debe ir,
11:09aquí acabaría todo. En cambio, la luz interfiere consigo misma. Esto significa que debe estar
11:16viajando por un camino que la lleva a través de la otra rendija, además de por la suya propia.
11:23Esta es la única manera de que la luz genere el patrón que vemos. Tiene que interferir consigo
11:29misma en dos momentos distintos del tiempo. En cuanto a por qué es frecuencia y no intensidad con lo que
11:37se
11:37está jugando aquí, piensa en las implicaciones de lo que podrías ver si la luz efectivamente
11:43entrara en un ángulo diferente como este. Los fotones vienen en pequeños paquetes de ondas,
11:50como ya hemos mencionado. Ahora, mira lo que ocurre si cambias el ángulo en el que llegan esas ondas.
11:56Así es como se vería normalmente. He añadido una banda negra aquí y he marcado cada vez que el receptor
12:03capta un nuevo pico en la onda. Esto es lo que ocurre cuando se altera la dirección de la onda.
12:10De repente, los picos aparecen con mucha más frecuencia. La frecuencia de una onda en el tiempo
12:16está relacionada con el color que percibimos de la luz. La luz de baja frecuencia es más roja,
12:23mientras que a más frecuencia desplaza su color hacia el azul. Así que esta variación de color tiene
12:30sentido. Lo que no tiene tanto sentido es lo que ocurre con las trayectorias de la luz en el tiempo.
12:37Recuerda, las líneas rectas con las que empezamos representan los 299.792.458 metros por segundo
12:47que vemos viajar a la luz. Entonces, ¿qué podemos decir de los fotones que viajan por estas trayectorias?
12:55En algunas partes de su viaje viajan más despacio que la velocidad de la luz, tardando más tiempo en
13:01llegar a un destino que esté a la misma distancia. Sin embargo, en otros tramos viajan más rápido de
13:08lo que la causalidad debería permitir. Desde su perspectiva, viajan hacia atrás en el tiempo.
13:15Recordemos que los emisores del gráfico son realmente el mismo, pero en diferentes momentos,
13:20al igual que los receptores. Es un resultado desconcertante, pero según los investigadores
13:27del Imperial College, parece ser lo que ocurre. Las implicaciones son asombrosas.
13:34La luz siempre recorre el camino del menor tiempo posible. La ruta que le permite llegar a su destino
13:41por el camino más cercano a 299.792.458 metros por segundo, la mayor velocidad que aparentemente
13:51puede alcanzar cualquier cosa en el universo. Y sin embargo, parece que en sus esfuerzos por
13:58localizar exactamente qué camino seguir, la luz está tanteando el terreno, lanzando antenas que
14:04comprueban si hay otras trayectorias, incluso a través del propio tiempo, que podrían presentar una
14:10solución más viable. Estas antenas interfieren con los fotones que viajan con ellos, pero también con
14:17los fotones que viajan un poco por delante o por detrás en el tiempo. Para que quede claro,
14:23en realidad nunca detectamos fotones que tomen ninguno de estos otros caminos. No vemos fotones
14:29que vienen del futuro. Nunca vemos fotones viajando más despacio que la velocidad de la luz, siempre que
14:35no haya gases super enfriados ralentizándolos. Y sin embargo, para que se produzcan patrones de
14:41interferencia, al menos hasta cierto punto, la luz debe estar probando rutas alternativas a través del
14:47tiempo. Tal vez sea como un rayo, que prueba muchas direcciones diferentes hasta encontrar el camino
14:54óptimo hacia su destino, antes de encontrar la que funciona y desplomarse por ese camino en un
15:00estampido atronador, descartando todas las demás opciones. O quizás se trate de otro fenómeno,
15:07¿cómo saberlo? Por ahora, todo lo que sabemos es que la luz ha demostrado una vez más que no sigue
15:15las reglas. Al menos, no reglas que nosotros podamos descifrar. Gracias por tu visita y nos vemos en el futuro.
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