La teoría especial de la relatividad de Albert Einstein declara que los fotones —o partículas de luz— viajan a una velocidad constante de 1,080,000,000 kilómetros por hora. Hasta donde sabemos, nada puede viajar más rápido que esto.
Pero en todo el universo, las partículas a menudo son aceleradas a 99.99 % de la velocidad de la luz. He aquí tres maneras diferentes en las que puede ocurrir esta aceleración, según la NASA.
Campos electromagnéticos
Una de las maneras más comunes en que las partículas son aceleradas a casi la velocidad de la luz es a través de la influencia de campos magnéticos. Estos están constituidos por dos componentes como lo sugiere su nombre: campos eléctricos y magnéticos.
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Tales campos aceleran las partículas cargadas mediante, en esencia, empujarlas, más o menos de la misma manera que la gravedad influye en objetos con masa. Dadas las condiciones idóneas, los campos electromagnéticos pueden impulsar a las partículas casi a la velocidad de la luz.
Los científicos en la Tierra usan estos campos en marcos de laboratorio para acelerar partículas a casi la velocidad de la luz en instalaciones como el Gran Colisionador de Hadrones en Suiza o Fermilab en Chicago. Estos aceleradores hacen chocar partículas, creando colisiones que producen cantidades enormes de energía, dándoles a los investigadores la oportunidad de estudiar procesos físicos extremos.
Explosiones magnéticas
El espacio está lleno de campos magnéticos, algunos de los cuales se enredan entre sí. Cuando esto ocurre, el aumento en la tensión entre las líneas cruzadas del campo puede provocar que estas se partan explosivamente en un proceso conocido como reconexión magnética.
Esto lleva a un cambio rápido en el campo magnético, lo cual a su vez crea un campo eléctrico que acelera las partículas cargadas a altas velocidades. Se piensa que este proceso es responsable de fenómenos de aceleración como el viento solar, el flujo de partículas cargadas emitidas por el sol.
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La reconexión magnética también crea auroras en la Tierra cuando el campo magnético del sol presiona el ambiente magnético propio de nuestro planeta, conocido como la magnetósfera.
Interacciones onda-partícula
Finalmente, las partículas se pueden acelerar a casi la velocidad de la luz mediante interacciones con ondas electromagnéticas. Cuando las ondas electromagnéticas colisionan, sus campos se comprimen. Mientras sucede esto, cualesquiera partículas cargadas atrapadas en medio de las ondas pueden empezar a acelerarse mientras rebotan adelante y atrás entre sí.
Se piensa que estos tipos de interacciones entre ondas y partículas son responsables de la aceleración de algunos rayos cósmicos, un tipo de radiación que se origina fuera del sistema solar.
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Las interacciones entre ondas y partículas, que aceleran los rayos cósmicos a 99.6 por ciento de la velocidad de la luz, también pueden ocurrir en las explosiones cataclísmicas que marcan la muerte de algunas estrellas, conocidas como supernovas.
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Publicado en cooperación con Newsweek / Published in cooperation with Newsweek
