1.5 La tensión fija la velocidad de la luz

Inicio ／ Capítulo 1: Teoría de los Hilos de Energía

La luz es un paquete de perturbaciones que viaja en el “mar de energía”. Su velocidad máxima no es un número único válido en todo el universo; la fija la tensión local de ese medio en cada lugar y momento. A mayor tensión, más alta la cota local de propagación; a menor tensión, más baja esa cota. Mientras la luz avanza, la distribución de tensión a lo largo del trayecto reescribe su tiempo total de viaje.

En el laboratorio, cuando medimos con reglas y relojes locales, esos instrumentos co-varían con el entorno. Por eso la lectura permanece casi constante: a esto lo llamamos velocidad medida de la luz.

Ambas afirmaciones son compatibles: la velocidad local de la luz varía con la tensión, mientras que la velocidad medida se mantiene constante en experimentos suficientemente locales.

Intuiciones cotidianas (imágenes claras):

• En el mismo parche de tambor, cuanto más tenso, más rápido viaja el eco.
• En la misma cuerda, cuanto más tirante, más deprisa corren las crestas.
• En un medio más “rígido”, el sonido se propaga más rápido.

La intuición coincide: más tensión y mayor respuesta de restitución ⇒ propagación más veloz.

I. Por qué más tensión implica mayor velocidad (tres ideas intuitivas)

• Relevo más limpio: con alta tensión, el medio está más recto y tirante. Tras una perturbación, la fuerza de restitución, más fuerte y menos dubitativa, transfiere el desplazamiento al siguiente elemento con menos demora; el frente de onda avanza más rápido.
• Menos deformación lateral: con baja tensión, la perturbación forma “bultos” y arrugas que se desvían hacia los lados. La alta tensión suprime estos rodeos, concentra la energía en la dirección de avance y mejora la eficiencia.
• Mayor relación restitución/arrastre: con la misma “cantidad de material”, más tensión refuerza la restitución y reduce la pereza del sistema. El resultado colectivo es una velocidad superior.

En una línea: tensión alta = restitución más fuerte + menos retraso + menos desvío lateral ⇒ propagación más rápida.

II. Invarianza local y variación entre regiones (alineación con la relatividad)

• Acuerdo local: en un vecindario lo bastante pequeño, todos miden con sus reglas y relojes locales el mismo valor medido c (los patrones se reescalan junto con el entorno del mismo modo).
• Variación dependiente del camino: cuando una señal cruza zonas con distinta tensión, la cota local puede cambiar de forma gradual con el medio. Exigimos que la señal nunca alcance ni supere esa cota en ningún punto; lo que cambia es la cota misma, no una señal que la “rebasa”.
• Por qué el retraso cerca de un campo fuerte sigue siendo positivo: cerca de cuerpos masivos, la tensión es mayor y la cota local más alta. Sin embargo, las trayectorias se curvan y el camino se alarga aún más. El “camino más largo” retrasa más de lo que la cota más alta acelera, de modo que el tiempo total aumenta, en concordancia con los retrasos gravitacionales observados.

III. Por qué el laboratorio siempre encuentra la misma c

• Las reglas y los relojes no son externos al sistema: son objetos materiales locales. Si cambia la tensión ambiental, los niveles de energía atómicos, las frecuencias propias y las respuestas de los materiales se reescalan.
• Medir con herramientas co-reescaladas: con tales patrones, la misma cota local se registra como el mismo número.
• Por tanto: una cota local variable y un valor medido constante no se contradicen: la primera es un techo físico; el segundo, una lectura local.

IV. Rápida homogeneización en el universo temprano

Idea central: en la fase más temprana, la tensión era extremadamente alta y el mar de energía estaba tirante al límite. La cota local de propagación era, por tanto, enorme. La información y las perturbaciones energéticas podían cubrir distancias vastas en tiempos muy cortos, suavizando con rapidez los contrastes de temperatura y de potencial hasta producir la homogeneidad a gran escala que vemos hoy.

• ¿Por qué no “inflación del espacio”? La hipótesis convencional hace que el propio espacio se expanda con gran rapidez para explicar cómo regiones lejanas estuvieron en contacto. Aquí proponemos un mecanismo material: tensión alta ⇒ cota alta ⇒ comunicación rápida de perturbaciones, sin una fase inflacionaria separada (véase la sección 8.3).
• Diferente de los “fenómenos acústicos” posteriores: en la era del plasma, la tensión de fondo seguía siendo relativamente alta, pero el fuerte acoplamiento y las dispersiónes repetidas reducían la velocidad efectiva de crucero de las ondas acústicas colectivas por debajo de la cota local. Esa era dejó “espaciados preferentes” en la estructura, sin invalidar la conclusión de que una tensión inicial muy elevada basta para homogeneizar sin inflación.

V. Palancas observacionales y comparaciones (para lectoras y lectores generales)

• Priorizar razones adimensionales: al comparar regiones muy distantes, usar razones sin dimensión (por ejemplo, razones de frecuencia de líneas co-origen, razones de forma de curvas de luz, o razones entre retrasos de imágenes múltiples en lentes gravitacionales) para evitar confundir “patrones que derivan” con cambios reales de constantes.
• Buscar “sesgo común + razones estables”: en lentes fuertes o líneas de visión extremas, si las razones de retraso entre distintas imágenes o mensajeros permanecen estables mientras los tiempos absolutos comparten un sesgo común, el patrón apunta a “cotas locales moldeadas por la tensión + geometría del trayecto”, más que a retrasos en la fuente o a dispersión dependiente de la frecuencia.
• Trayectos más largos, mayor sensibilidad: cerca de la Tierra, donde la tensión es bastante uniforme, las mediciones reiteradas devolverán el mismo valor. Los caminos que abarcan grandes distancias o atraviesan entornos extremos son más propensos a revelar diferencias.

VI. En síntesis

• Techo local fijado por la tensión: más tirante, más rápido; más floja, más lento. Valor medido fijado por instrumentos locales: siempre c en una región suficientemente pequeña.
• El potencial fija el techo; la geometría marca el reloj: el techo proviene de la tensión local; el tiempo total depende de la distribución de tensión y de la forma del trayecto.
• Consistente con la relatividad: en parches locales, la cota es la misma para todas y todos; las diferencias solo se acumulan entre regiones.
• Universo temprano: una tensión extremadamente alta permitió la comunicación casi instantánea de perturbaciones, haciendo posible una homogeneización rápida sin requerir una etapa inflacionaria (véase la sección 8.3).