WF-98765 and Light
I'm going to try to explain what happened to me a few days
ago while walking in the park. I was wrapped up in my thoughts about
relativity, and a basic experiment came to mind. Let's imagine two
extraterrestrial observers traveling in their interstellar spaceships and
moving relative to each other. The ships have dimensions of three hundred
thousand kilometers and in their ends they have installed some electrical
devices. These devices, located at the ends of the spaceships, are designed in
such a way that when they touch the respective devices of the other ship, they
emit wave fronts in all directions.
One of the spectacles that light offers us is the
contemplation of inertial systems. But light and matter are beings of a
different nature. If it were not for light, we could only discover an inertial
system when we hit it. But light, by illuminating objects, allows us to see
them and to know their position. And that is the problem. Let's see it:
The observers are each located in the center of their spaceship.
When spaceships cross each other, their ends touch and two rays of light start
from each end of the spaceships and travel towards the center of the spaceships
(and also in all directions). And at the same time as the wavefronts advance
towards the centre of each spaceship, the spaceships move in relation to each
other, but they do not move in relation to the wavefronts.
The problem is that light allows us to see how an inertial
system moves away from us. And we think
that the traveller of the other spacecraft is going to measure a different
speed of light from the speed that we will measure because the distance that he
is going to measure between the point at which the wave front was created and
the point at which he is after a while is different from the distance that we
are going to measure.
When observers measure the speed of light, they find that
the value is the same for each of them: three hundred thousand kilometers per
second. In addition, the wavefronts at both ends reach each observer simultaneously.
But they move relative to each other. Then each thinks that the other cannot be
measuring the same speed of light, or that the wavefronts do not reach the
other observer simultaneously.
I was absorbed in all those ideas when I heard a voice saying
to me:
“I am the wave front WF-98765, and all this has a very
simple explanation. Even though it is said that absolute space does not exist,
I have to reveal to you that absolute space exists and is that of light. Light
creates absolute space, and light doesn't care if inertial systems move
relative to each other. Light moves in a space in which the bodies remain
static, although for each observer there is the effect that other bodies move
relative to him at a constant speed. In reality, for light, inertial systems
always occupy the same point in their space, absolute space. I, for example,
measure my distances from the points that inertial systems occupy in my space
which is the space of light. It is like taking a snapshot when the spaceships
touch their ends and this image remains the same when the wave fronts reach the
observers who occupy the center of the ships.”
When I was able to recover from the shock, the wavefront had
already disappeared, and I was very grateful because I had just learned an
unforgettable lesson.
WF-98765 y la luz
Voy a tratar de explicar lo que me ocurrió hace unos días
estando paseando por el parque. Andaba yo enfrascado en mis pensamientos sobre
relatividad, y me vino a la mente un experimento básico. Imaginemos dos
observadores extraterrestres que viajan en sus naves interestelares y que se
mueven uno respecto del otro. Las naves tienen unas dimensiones de trescientos
mil kilómetros y en sus extremos tienen instalados unos dispositivos
eléctricos. Estos dispositivos, situados en los extremos de las naves, están
diseñados de manera que cuando rozan los respectivos dispositivos de la otra
nave, emiten frentes de onda en todas direcciones.
Uno de los espectáculos que nos ofrece la luz es la
contemplación de los sistemas inerciales. Pero la luz y la materia son seres de
naturaleza distinta. Si no fuera por la luz, solo podríamos descubrir un
sistema inercial cuando nos golpeáramos contra él. Pero la luz, al iluminar los
objetos nos permite verlos y conocer su posición. Y ese es el problema.
Veámoslo:
Los observadores se sitúan cada uno en el centro de su nave.
Cuando las naves se cruzan, sus extremos se tocan y dos rayos de luz parten de
cada extremo de las naves y viajan hacia el centro de las mismas (y también en
todas direcciones). Y al mismo tiempo que avanzan los frentes de onda hacia el
centro de cada nave, las naves se mueven una con respecto a la otra, pero no lo
hacen con respecto a los frentes de onda.
El problema es que la luz nos permite ver como un sistema inercial
se aleja de nosotros. Y nosotros
pensamos que el viajero de la otra nave va a medir una velocidad de la luz
distinta a la velocidad que mediremos nosotros porque la distancia que va a
medir entre el punto en el que se creó el frente de onda y el punto en el que se
encuentra después de transcurrido un tiempo, es distinta a la distancia que
mediremos nosotros.
Cuando los observadores miden la velocidad de la luz
encuentran que el valor es el mismo para cada uno de ellos: trescientos mil
kilómetros por segundo. Además, los frentes de onda de ambos extremos llegan
simultáneamente a cada observador. Pero ellos se mueven el uno respecto del
otro. Entonces cada uno piensa que el otro no puede estar midiendo la misma
velocidad de la luz, o que los frentes de onda no llegan de forma simultánea al
otro observador.
Estaba absorto en todas esas ideas cuando escuché una voz que
me decía:
-Soy el frente de onda WF-98765, y todo esto tiene una
explicación muy sencilla. A pesar de que se afirma que no existe el espacio
absoluto, te tengo que desvelar que el espacio absoluto existe y es el de la
luz. La luz crea el espacio absoluto, y a la luz no le importa si los sistemas
inerciales se desplazan unos con respecto a otros. La luz se mueve en un
espacio en el que los los cuerpos permanecen estáticos, aunque para cada
observador se produzca el efecto de que otros cuerpos se mueven respecto de él
a una velocidad constante. En realidad, para la luz los sistemas inerciales
ocupan siempre el mismo punto de su espacio, el espacio absoluto. Yo, por
ejemplo, mido mis distancias con respecto a los puntos que los sistemas
inerciales ocupan en mi espacio que es el espacio de la luz. Es como hacer una
foto instantánea cuando las naves rozan sus extremos y esta imagen sigue siendo
la misma cuando los frentes de onda llegan a los observadores que ocupan el
centro de las naves.
Cuando pude recuperarme del susto, el frente de onda ya
había desaparecido, y yo quedé muy agradecido porque acababa de aprender una
lección inolvidable.
