No hay arte como el cinematográfico, capaz de crear nuevos mundos alternativos, sólo limitado por la imaginación de sus creadores. Pero, tal como dijo Pablo Picasso, «el arte es la mentira que nos hace comprender la verdad». La intención de esta sección es llamar la atención sobre aquellos momentos en que una buena recreación de la realidad nos provee, de manera inadvertida, de un mayor conocimiento científico.

En la vida diaria percibimos nuestro movimiento por el cambio en la perspectiva de los objetos que nos rodean, desde el rápido movimiento de los objetos cercanos hasta el casi imperceptible de los lejanos. Extrapolando esta experiencia al medio interestelar, uno de los lugares comunes más populares ha sido establecido en las películas cuando intrépidos viajeros aceleran a (presumiblemente) velocidades superiores a la de la luz. Cuando Han Solo a bordo del Halcón Milenario intenta escapar de la persecución de los destructores imperiales en La Guerra de las Galaxias (Star Wars, 1977), el campo estelar se deforma radialmente hacia el exterior, como si viajáramos tan rápidamente que las estrellas nos abrieran camino.

Pasemos por alto el pequeño problema de que la velocidad de la luz es un límite infranqueable para cualquier objeto material, y supongamos que esa nave espacial se acercara a esa velocidad. Lo más sorprendente es que el campo estelar observado en la dirección de movimiento tendría un comportamiento exactamente opuesto al representado por el cine.

El efecto clásico de aberración se produce cuando conducimos un automóvil bajo una lluvia o una nevada, donde las gotas de lluvia, que caen verticalmente (si no hay viento) aparecen golpeando nuestro cristal delantero, moviéndose casi horizontalmente, y apartándose de nuestro camino. Ese efecto intuitivo es el que esperamos ver en las estrellas cuando viajamos en nuestra nave espacial, modificado por el efecto de que las partículas de luz (los fotones) se mueven mucho más rápidamente que las gotas de lluvia al caer. Que no ocurra tal como esperamos es debido a que a ese régimen de velocidades nuestra experiencia diaria debe ser reemplazada por los resultados de la Teoría de la Relatividad Especial de Albert Einstein.

Para comprender lo que ocurre tenemos que hacer un poco de historia. Uno de los métodos que los astrónomos emplean para conocer la distancia a las estrellas se conoce como «paralaje», el desplazamiento aparente de los objetos cuando la Tierra se mueve en su órbita alrededor del Sol. Tomando el diámetro de la órbita de la Tierra como base, es posible obtener las distancias a las estrellas midiendo sus posiciones en el cielo en dos momentos diferentes separados por seis meses.

En 1725, el astrónomo inglés James Bradley encontró que, efectivamente, las posiciones de las estrellas cambiaban. Descubrió que la estrella Polar se movía en un círculo de 20", pero para su sorpresa encontró que todas las estrellas cercanas a la Polar se movían de la misma forma. No era un efecto de paralaje (que tuvo que esperar más de un siglo para ser medido por primera vez), sino aberración. La explicación era que la velocidad de la luz estaba modificada por nuestro sistema de referencia, y había que sumarle la velocidad de la Tierra (un 0,02% de la luz).

El resultado cambia radicalmente cuando nos movemos a velocidades relativistas. En el marco de la relatividad, el efecto es que los rayos de luz se aproximan de cualquier otra dirección que la opuesta a la de movimiento y se van concentrando en un punto al frente del observador en movimiento. A medida que la velocidad aumenta, vemos más objetos que originalmente estaban fuera de nuestro campo visual, y se presenta una concentración de luz hacia la dirección de movimiento, con los objetos cada vez más agrupados. Mientras tanto, van desapareciendo objetos en la dirección opuesta a nuestro movimiento. Exactamente lo contrario a lo que estamos acostumbrados a ver en la pantalla cinematográfica.

También veríamos un cambio en la apariencia de los objetos. Las estrellas distribuidas en el espacio tienen un color determinado, que depende de la temperatura en la superficie de una estrella. Las estrellas calientes suelen brillar más hacia el azul, mientras que las más frías suelen tener un aspecto más rojizo. Sabemos que ese color cambiará por el desplazamiento de la longitud de onda de luz, dependiendo de la velocidad relativa entre el observador y la fuente, el conocido como efecto Doppler. Pero este cambio también tiene que ser descrito utilizando la Teoría de la Relatividad.

Mientras que el efecto Doppler clásico (no relativista) predice que, para una aproximación a un objeto a una velocidad cercana a la de la luz, la longitud de onda disminuirá a la mitad, la fórmula relativista predice un desplazamiento al azul que se incrementa al infinito al acercarnos a la velocidad de la luz. Los objetos no serán simplemente más azulados. El color observado dependerá de sus propiedades espectrales, incluso aquellas que no ven en el espectro visible cuando se encuentra en reposo. Además, veremos un aumento en el flujo de fotones recibidos, con lo que los objetos a los que nos acercamos parecerán más brillantes, mientras que aquellos de los que nos alejamos serán más débiles.

Tal como descubrimos a menudo en esta columna, el mundo real es mucho más extraño (y fascinante) que la ficción.

(Publicado originalmente en IAC NOTICIAS, N. 1-2004. pág. 106)

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Esta serie de artículos rinde homenaje a nuestro compañero Héctor Castañeda, fallecido recientemente. "LA REALIDAD DE LA FICCIÓN" fue una sección fija en la revista IAC Noticias, de 2001 a 2006, en la que el investigador analizaba películas y explicaba sus errores y aciertos.