¿Cuál es la velocidad de la luz y como se mide?
La velocidad de la luz, es una de las constantes físicas fundamentales que rige el comportamiento del universo. Su valor exacto y, la manera en que los científicos han logrado medirla con precisión creciente a lo largo de la historia, resultan sin ninguna duda fascinantes. Estos nos ayudan a entender mejor las leyes de la naturaleza.
Primeras estimaciones
Ya en la antigüedad clásica se especulaba con la idea de que la luz viaja a una velocidad finita, pero hubo que esperar hasta el siglo XVII para lograr las primeras mediciones cuantitativas medianamente precisas.
Fue entonces cuando el astrónomo Ole Rømer utilizó sus observaciones de los satélites de Júpiter para estimar que la luz tardaba unos 22 minutos en cruzar la órbita de la Tierra, lo que se traduce en una velocidad de unos 220.000 kilómetros por segundo.
Perfeccionamiento de las mediciones
Durante los dos siglos siguientes, científicos como James Bradley y Armand Fizeau fueron refinando las mediciones sobre la rapidez de propagación de la luz. Utilizaron para ello técnicas novedosas para la época.
Hacia finales del siglo XIX se había llegado a establecer que dicho valor rondaba los 300.000 kilómetros por segundo. Sin embargo, la precisión aún dejaba que desear.
Adopción del valor estándar
Finalmente, en 1983 la Conferencia General de Pesos y Medidas definió oficialmente la velocidad de la luz en el vacío como 299.792.458 metros por segundo exactamente. Este valor muy preciso, se adoptó como una constante física universal, en base a las más avanzadas mediciones experimentales del momento con láseres de alta precisión.
Significado de esta constante
Más allá de su utilidad práctica para calcular distancias astronómicas, o predecir fenómenos como eclipses, la velocidad de la luz como constante física fundamental tiene un enorme significado teórico. Aparece en las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo.
Además, es una piedra angular de la Teoría Especial de la Relatividad desarrollada por Einstein a comienzos del siglo XX. Saber su valor numérico exacto, ha resultado esencial para el desarrollo de la física moderna.
Técnicas modernas de medición
Desde que se adoptara el valor estándar para la velocidad de la luz, los investigadores han seguido perfeccionando las técnicas de medición, consiguiendo una precisión sin precedentes. Entre los métodos utilizados en la actualidad, se encuentran los interferómetros ópticos de alta resolución.
Estos son capaces de detectar variaciones del orden de una millonésima de metro, en la longitud de una trayectoria. También están los láseres ultra estables y ultrasensibles. Estos, permiten cronometrar el tiempo que tarda un pulso de luz en recorrer una distancia conocida con error de pocos nanosegundos.
Aplicaciones tecnológicas
Más allá de su interés científico fundamental, las mediciones ultra precisas de la velocidad de la luz, han encontrado aplicaciones en tecnologías de vanguardia. Por ejemplo se emplean para calibrar equipos de telecomunicaciones ópticas, y sincronizar redes informáticas de alta velocidad. Pero también se utilizan para desarrollar sistemas de navegación y posicionamiento, que están basados en ondas electromagnéticas.
Conclusiones
La determinación experimental de la velocidad de propagación de la luz, ha supuesto todo un reto a lo largo de la historia. requiriendo del ingenio de generaciones de científicos que idearon métodos de medición cada vez más precisos, con los medios disponibles en cada época.
Hoy en día, no solo conocemos con extrema exactitud este valor fundamenta. También las técnicas desarrolladas para tal fin se han convertido en poderosas herramientas, con múltiples aplicaciones tecnológicas que ya forman parte de nuestra vida cotidiana. Y es muy probable que aún nos deparen nuevas e insospechadas utilidades en el futuro.