Voy tan rápido que pillo todos los semáforos en verde

Publicado el Sábado, 28 de noviembre de 2009 por MiGUi en Física
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Nos encontramos en el año 3000, ahora los coches han sido sustituidos por naves  capaces de ir a velocidades muy rápidas, aunque no tan rápidas como la velocidad de la luz. Eso sí, la policía es implacable poniendo multa. Es entonces es cuando oímos a un conductor quejarse a un robot policía de que su multa es injusta, que él, ve todos los semáforos en verde y que no se ha saltado ninguno.

El astuto y temerario conductor conoce el efecto Doppler relativista y pretende librarse de la multa con su astuto plan. ¿Qué es?

Es parecido al efecto Doppler clásico, en el cual las ondas de sonido muestran tener aparentemente otra frecuencia cuando existe movimiento relativo entre el emisor del sonido (por ejemplo, el motor de un coche, la sirena de una ambulancia…) y el receptor (nuestros oídos).  La diferencia, es que en el caso de la luz, su velocidad es constante e independiente del observador o de la velocidad que éste tenga.

El cambio en frecuencia observado cuando la fuente se acerca viene dado por la siguiente expresión:

f_o = f_s \sqrt{\frac{1+v/c}{1-v/c}}

Donde f_o es la frecuencia observada (en este caso, color verde), f_s es la frecuencia emitida (en este caso, rojo), v es la velocidad del emisor (el semáforo, que se mueve hacia la nave) y c la velocidad de la luz. Pues bien, si  reconvertimos la fórmula para conocer la velocidad, dadas las frecuencias, llegamos a:

\displaystyle \frac{v}{c} = \frac{(f_o/f_s)^2 - 1}{(f_o/f_s)^2 + 1}

En esta fórmula, si sustituimos para f_o = 550  THz para el verde y f_s = 450 THz para el rojo llegamos a que v = 0.198 c. Es decir, el conductor iba a casi el 20% de la velocidad de la luz considerando el semáforo en reposo.

El conductor no miente, realmente para él el semáforo estaba en verde. Sin embargo, le ha echado un poco de morro, porque hace siglos que nadie usa la referencia luminosa externa para saber si puede pasar o no. Tales señales han sido sustituidas por avisos en el panel de mandos de la nave, para evitar estos inconvenientes. Así que el robot le invita a besar su brillante trasero metálico y a recoger la multa igualmente. Más cuidado la próxima vez.

Así que ya saben, moderen su velocidad y no se fíen de lo que le dicen sus ojos.

Esta entrada fue sugerida por kurioso.

Actualización 13:34: Por cierto, al que le interese, en Wolfram Alpha se pueden hacer cálculos interesantes usando el factor de reducción en frecuencias y otras magnitudes: http://www.wolframalpha.com/input/?i=relativistic+doppler+effect y cambiado el signo negativo.

Trackbacks/Pingbacks a esta entrada:
  1. TDI dice:

    Pero todo el mundo sabe que la velocidad de la luz se cambió en el 2208 a 4.38×1017 km/s (4 454 460 m / s).

  2. Jose F. dice:

    Muy bueno!!!. Pero también habría que pensar que a esa velocidad el verde emitido tampoco es verde recibido, así que uno podría pensar que algo raro está ocurriendo con los semáforos. ¿De qué color vería nuestro astuto conductor un semáforo en verde a 20% de c?. Saludos,

  3. Miguel dice:

    En caso de ver el semáforo en rojo en el último segundo tendría que ser impresionante verlo frenar a esas velocidades. De 0.2c a 0 en unos pocos metros, será mejor que pague la multa.

  4. el kiwi azul dice:

    ¿y por que tanta leche con tanta formulita y no le arreas una ostia a la lata? si total seguro que tienen repuestos,la que esta liando zp

  5. Lyzanor dice:

    —- Anécdota sobre Gell-Mann, uno de los desarrolladores de la teoría cuántica.
    Protestó una multa que le habían puesto por saltarse un semáforo en rojo. Alegó que el efecto Doppler le había hecho ver la luz roja de color verde. Como era un premio Nóbel, tenía casi convencido al juez cuando un estudiante de física de entre los asistentes le explicó las cosas de otra forma al juez, que cambio la multa por saltarse un semáforo a otra por exceso de velocidad. ——

    Lo he leído por ahí y la verdad es que no puedo verificar esta anécdota…
    ¿Alguien sabe algo?