¿Se han preguntado por qué, cuando cae un rayo durante una tormenta, el trueno no se escucha enseguida? ¿O por qué no se oye una explosión cuando estallan bombas pirotécnicas en el cielo? La repuesta sería muy parecida si nos preguntáramos por qué podemos ver el pasado del Universo. La luz y el sonido viajan a una velocidad finita, por eso toma tiempo que lleguen a tus oídos y ojos. La repuesta larga está aquí abajo.

Mi familia viene de la punta oriental de Francia, conocida como Bretagne. Este lugar es famoso por sus crepas y por Astérix. Es mi lugar favorito en el mundo por sus paisajes salvajes y sus noches sin nubes y sin contaminación lumínica (las nubes se vacían sobre la cabeza de los bretons todos los días, por eso no hay durante las noches).

Recuerdo una noche de agosto que fui con mi familia a acampar. Mientras cazaba estrellas fugaces con los ojos, me pregunté por qué la noche era tan oscura si es refugio de una infinidad de estrellas.

En buena medida, la respuesta viene del hecho de que el Universo tiene una edad finita y, cuando lo vemos, en realidad vemos su pasado. Así, un Universo infinito^[1]en tamaño no podría iluminar nuestras noches, como el Sol lo hace durante el día, porque estaría tan lejos y sería tan viejo que las estrellas todavía no existirían para nosotros.

La cosmología es la ciencia que estudia nuestro Universo y su evolución. Normalmente, para ver la evolución de cualquier sistema, esperamos un momento y observamos cómo ha cambiado. Con el Universo es imposible, no porque no evolucione, sino porque no puede verse ninguna diferencia mientras esperamos, aunque pasen años. Lo que utilizamos como referente en astrofísica y en cosmología es el tiempo del viaje de la luz.

La noción de tiempo del viaje de la luz en la vida cotidiana no sirve, pues la luz es tan veloz que no podría compararse con ninguna de las velocidades que conocemos. De hecho, la velocidad de la luz en el vacío es la más grande. Su valor es aproximadamente de 300,000 kilómetros por segundo. La circunferencia de nuestro planeta, la Tierra, es de un poco más de 40,000 kilómetros; la luz podría darle más de siete vueltas en un segundo. Nosotros estamos acostumbrados a una velocidad distinta, una velocidad que nos permite percibir las cosas al instante. Es decir, que no desfasa la imagen que observamos con el momento en que ocurrió el evento asociado. Por ejemplo, cuando Kylian Mbappé anotó un gol durante la final del Mundial 2018 en Rusia, todos los aficionados del conjunto francés se levantaron al mismo tiempo para festejarlo, independiente de su posición en el estadio. Todos habían visto el gol al mismo tiempo. Para todos, el gol que daría la segunda estrella a la camiseta azul “con un gallo en el corazón” del equipo nacional ocurrió de manera simultánea.

¡Qué rayo!

Con el fin de entender la problemática de la no-simultaneidad, podemos usar como ejemplo el sentido del oído. Los ojos son sensibles a las ondas electromagnéticas, que llamamos luz, y el oído a las ondas de presión en el aire, que conocemos como sonido. El sonido se propaga en el aire a velocidad del sonido o Mach, término que se utiliza cuando hablamos de la velocidad de los aviones del Ejército. Que un avión vuele a Mach 2 significa que se mueve a dos veces la velocidad del sonido, lo que corresponde aproximadamente a 340 metros por segundo en la superficie de la Tierra. Es decir que un sonido necesita tres segundos para moverse un kilómetro. Podemos usar esta información para evaluar la distancia de un rayo cayendo durante una tormenta. Eso es muy útil para saber en qué momento buscar refugio en caso de que demos un paseo en bicicleta durante la lluvia. Si observamos un rayo, necesitamos tiempo para escucharlo. Si pasan tres segundos, significa que ha caído a un kilómetro de nuestra posición, seis segundos equivale a dos kilómetros, nueve segundos a tres kilómetros… Acabamos de entender lo necesario para explicar el título de este texto: cómo viajar al pasado.

Como un fuego de artificio

Este fenómeno también puede explicarse si decimos que escuchamos el rayo con un retraso de tres, seis o nueve segundos. Es decir, escuchamos un evento que ocurrió tres, seis o nueve segundos en el pasado. En otras palabras, escuchamos el rayo que se emitió en el pasado. El mismo fenómeno ocurre con la luz, pero un rayo de luz (también llamado fotón) atraviesa en un segundo una distancia equivalente al camino hacia la Luna.

¡Ah! la Luna, nuestra fiel compañera que nunca nos da la espalda. Vamos a dejarla ocho minutos para hablar del astro de nuestros días, el Sol. Esta bola de gas en fusión es el centro del sistema planetario conocido como Sistema Solar, formado por Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón, que fue clasificado planeta enano en la última década. La distancia entre la Tierra y el Sol, llamada unidad astronómica, es de 150 millones de kilómetros, es decir 500 veces 300,000 kilómetros. Eso significa que la luz necesita 500 segundos (ocho minutos y 19 segundos) para viajar desde el Sol a la Tierra. La imagen que vemos del Sol cuando lo observamos en el cielo pertenece al Sol que fue ocho minutos atrás. Un observador en Neptuno verá el Sol cuatro horas y diez minutos en el pasado. Cuando vemos al Sol, vemos una versión suya del pasado y es la estrella más cercana a nosotros.