Si moviéramos una varilla de un año luz de longitud…

onda de sonido

¿Si tuviéramos una varilla inmensamente larga, digamos de un año luz de longitud, y moviéramos uno de sus extremos un centímetro, el otro extremo se movería más rápido que la luz?

No. Todos los materiales tienen una propiedad conocida como la velocidad del sonido. La velocidad del sonido no es sino la distancia que viaja una onda sonora en una unidad de tiempo al propagarse a través de un medio elástico. La velocidad del sonido, entonces, tiene variaciones extremas dependiendo de la temperatura y el material por el que se traslade: a través de aire seco a 20 grados centígrados es de 343 m/s (1235 km/h); a través de aire seco a 0 grados, de 331 m/s; a través de agua marina, 1533 m/s; a través de hierro, 5130 m/s; a través de diamante 12000 m/s, etc.

Cuando movemos, empujamos o desplazamos nuestra varilla, no se moverá toda al mismo tiempo. Lo que sucede, de hecho, es que provocamos una pequeña ola, una onda de compresión, y es ésta la que viajará a lo largo de la varilla. A la velocidad del sonido. Nuestra varilla, por supuesto tendría que estar fabricada de un material, el que fuera, y todos los materiales conocidos están sujetos a la velocidad del sonido. En la vida diaria, a primera vista, no nos damos cuenta de estas deformaciones por dos razones: las distancias son demasiado cortas y la velocidad del sonido es demasiado rápida como para que nuestra mirada detecte la diferencia.

onda de compresión

En otras palabras: Al empujar la varilla, estamos empujando los átomos en la superficie de un extremo, que a su vez empujarán la siguiente capa de átomos, y ésta a la siguiente, etc. El tiempo trascurre mientras el empujón se propaga de una hilera de átomos a otra, mientras que la fuerza que ejercemos creará una onda de presión. Esta onda viajará a lo largo de la varilla, provocando su movimiento. Cuando alcance el otro extremo, a velocidades ínfimas si las comparamos con la velocidad de la luz, se habrá movido toda la varilla. Esta propagación interna, interatómica, es exactamente el mismo tipo de onda que gobierna la velocidad del sonido en los materiales. El aire es un material mucho más elástico que el diamante, así que el sonido (o la presión, si se quiere) se trasladará mucho más lento en ese medio que, digamos, en el diamante.

Fuentes: Si empujamos un palo de un año luz de longitud…

r/science

Traducciones: IIEH