Velocidad absoluta de la luz

La no relatividad de la velocidad de la Luz

Introducción

La física relativista sostiene que tanto el espacio como el tiempo tienen valores dependientes del sistema de referencia en las que se están midiendo; pero la velocidad de la luz en el vacío no varía, siempre es la misma en cualquier sistema de referencia.
Este “dogma” de la teoría de la relatividad se basa en experimentos físicosde medición de la velocidad de la luz, por tanto tiene una consistencia probada además, con otras consecuencias físicas de esta teoría tales como la diferencia de mediciones de tiempo de los relojes y la curvatura de la luz frente a la fuerza de gravedad.
Sin embargo, para el sentido común de las personas, cuesta aceptar que la velocidad de la luz no varíe en los sistemas de referencia, y sí lohagan el tiempo y el espacio, los cuales sí parecieran tener valores absolutos; es decir muchos preferiríamos aceptar que la luz puede tener distintos valores de velocidad si lo hemos medido de sistemas referenciales que están con una velocidad relativa diferenciada; que aceptar que el tiempo transcurra diferente para una persona que otra cuando se encuentran en distintos sistemas referenciales.
Elobjetivo de este ensayo es mostrar de manera sencilla, que sí tiene sentido hablar del carácter absoluto de la velocidad de la luz, y por qué, a diferencia de las velocidades mecánicas de los cuerpos, la luz no varía en los diferentes sistemas de referencia inerciales.

La relatividad de las velocidades de los cuerpos

En cierta ocasión quedé sorprendido al ver la gran velocidad con la quecruzaba un helicóptero en el aire que venía en sentido contrario al helicóptero en el que yo viajaba; nosotros estamos acostumbrados a ver a un helicóptero en el cielo a una velocidad moderada, lenta comparada con un avión; y si estamos volando dentro del helicóptero también nos parece lento por que vemos que los objetos de la tierra pasan lentamente; sin embargo la velocidad del helicóptero esrelativamente alta comparado con los automóviles por ejemplo. Cuando se tiene esa rara experiencia de cruzarse en el aire con otro helicóptero que va en sentido contrario recién sacamos la cuenta de la velocidad a la que estamos viajando. Pero además, la velocidad a la que vemos venir al otro helicóptero es el doble de la que realmente tiene, por que le estamos añadiendo la velocidad de nuestro propiohelicóptero. Si nuestro helicóptero iba a 300 Km/hr y el otro venía a 250 Km/hr, lo que observamos es que el helicóptero se acerca al nuestro a 550 Km/hr.
Cualquier experiencia de este tipo nos demuestra que la velocidad de los objetos es relativa, depende del sistema de referencia con la que se está midiendo.
Sin embargo, ¿por qué la luz se escapa a esta regla?, ¿por qué en las mediciones quese hace acercándonos a una fuente de luz la velocidad de la luz es igual que cuando la medimos alejándonos de una fuente de luz?.

Midiendo la velocidad de un objeto que se desplaza sobre un piso

Tenemos el siguiente experimento:

De acuerdo a la figura, la persona medirá la velocidad del carrito dividiendo el espacio recorrido entre el poste (punto de partida) y él mismo, entre el tiempot que es la diferencia de tiempo de los relojes 2 y 1 que están sincronizados.

Si hacemos que la persona está sobre un patín con una velocidad v1:

En este caso la persona medirá una velocidad al carrito de v + v1.

Para poder explicar este hecho podemos modificar nuestro dibujo:

En lugar de hacer que la persona esté patinando sobre una plataforma acercándose al poste de donde partió elcarrito, hacemos que la plataforma sea la que se acerca a la persona con una velocidad v1 y que la persona tome como referencia el piso que se encuentra debajo de la plataforma por sobre la cual rueda la plataforma ( y la persona está estática respecto a la flecha dibujada en el piso) . En este caso es fácil de ver que la persona medirá que el carrito avanza con su velocidad v, pero como se...