Calculadora de tiempo de viaje de la luz

Introduce una distancia y una unidad para calcular cuánto tarda la luz en recorrer esa trayectoria.

Cargando simulación interactiva...

Una fotografía del cielo muestra muchas fechas a la vez 🖖

Apunta una cámara hacia arriba y cada objeto del encuadre aparece con una edad distinta, porque la luz de cada uno tardó un tiempo diferente en llegar al objetivo. La Luna en esa imagen tiene 1,28 segundos. El Sol tiene 8 minutos y 19 segundos — suficiente para que, si dejara de brillar, siguiéramos con luz de día hasta el final de esta frase. Próxima Centauri tiene 4,2 años, y la galaxia de Andrómeda en la misma exposición unos 2,5 millones de años, más que nuestra especie. No hay un único instante que la imagen retrate. Toda imagen astronómica de campo amplio es un collage de fechas, y por eso la pregunta de qué aspecto tiene el universo ahora no tiene respuesta observable.

Un año luz es una distancia, no un tiempo 🖖

Es fácil oír 'año luz' y pensar en un lapso de tiempo, pero nombra una distancia: lo que la luz recorre en un año. Como la luz viaja a una velocidad fija, c, cualquier distancia puede reexpresarse como el tiempo que la luz necesita para cruzarla, y eso es justo lo que hace esta herramienta: divide tu distancia entre c. Así, la Luna está a unos 1.28 segundos luz y el Sol a unos 8.3 minutos luz, de modo que todo el Sistema Solar interior puede medirse en segundos y minutos de luz.

El retraso que cronometró la luz 🖖

En 1676, Ole Rømer observó que los eclipses de Ío, la luna de Júpiter, llegaban tarde cuando la Tierra estaba en el lado de su órbita opuesto a Júpiter, y comprendió que el retraso no era más que el tiempo de viaje adicional de la luz a través del ancho de la órbita terrestre. Estimó ese trayecto en unos 22 minutos. La cifra real es de 16,7 minutos, así que su velocidad de la luz resultó aproximadamente un cuarto demasiado baja — pero finita, que era lo importante. Ese mismo retraso que calcula esta herramienta fue lo que demostró que la luz no llega de forma instantánea.

Problema resuelto al detalle

  1. Edad de la luz solar cuando te alcanza y el control de un rover en Marte 5 pasos

    ¿Qué edad tiene la luz del Sol cuando te alcanza y qué le hace eso a la idea de controlar un rover en Marte? Toma 1 AU = 1.496 × 10¹¹ m.

    1. La luz viaja a una velocidad constante, por lo que el tiempo es simplemente distancia entre velocidad. No se necesita más física que esa; todo el problema radica en la magnitud del número.

    2. Conviértelo en algo que una persona pueda concebir. La calculadora de arriba imprime exactamente esto: el Sol que ves es siempre el Sol de hace ocho minutos, y si dejara de brillar, tendrías primero ocho minutos de luz diurna habitual.

    3. La misma relación define el año luz, que es una distancia a pesar del nombre: la velocidad de la luz multiplicada por un año.

    4. Así pues, una AU es una fracción diminuta de un año luz. Esa proporción es la razón por la que las distancias interestelares se expresan en años luz mientras que las del sistema solar no: las unidades se eligen para que el número siga siendo manejable.

    5. Ahora la consecuencia que la herramienta no calcula. Marte dista de la Tierra entre 0.52 y 2.52 AU, por lo que una señal tarda entre 4.3 y 21 minutos en cada sentido.

    Respuesta

    8 minutos 19 segundos. La cifra de Marte es la que representa el verdadero problema: un viaje de ida y vuelta tarda entre unos 9 y 42 minutos, por lo que nadie en la Tierra ha conducido jamás un rover marciano en el sentido de pilotarlo. Para cuando llega una imagen de un obstáculo, el rover lleva parado ante ese obstáculo muchos minutos, y cualquier orden enviada de vuelta llega aún muchos minutos después. Por eso los rovers cuentan con sistemas autónomos de evasión de peligros y se les programan las órdenes para un día entero — una restricción que surge directamente de dividir una distancia entre una velocidad.

Referencias (1)
  • Rømer's announcement, and the 22 minutes block 3 corrects: "Démonstration touchant le mouvement de la lumière trouvé par M. Rŏmer de l'Académie Royale des Sciences." Journal des Sçavans, 7 December 1676, 233–236 — the delay is given as 22 minutes for light to cross the diameter of Earth's orbit; the modern value is 16.7.

Problemas de ejemplo

  • Luna - La distancia a la Luna da un tiempo de luz de ida de aproximadamente 1.28 segundos.
  • Sol (1 UA) - El tiempo de viaje de la luz Sol-Tierra es de unos 8.3 minutos.
  • Alfa Centauri - Alfa Centauri está a más de 4 años de distancia a la velocidad de la luz.
  • Andrómeda - La luz de Andrómeda tarda millones de años en llegar.