¿Por qué la luz es el límite de velocidad? ¿No podemos aceptar que algo pueda sobrepasar c?

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Una velocidad de 100 km/h significa "me muevo 100 kilómetros (distancia) en una hora (tiempo)".

En el modelo relativista, la distancia y el tiempo son parte de un mismo concepto: se postula un espacio-tiempo de 4 dimensiones. El "tiempo" como lo percibes no es otra cosa que tu desplazamiento en 4 dimensiones, junto con el resto del universo, a lo largo de la dimensión temporal. Esto es: el "presente" es un punto en 4 dimensiones: tu ubicación espacial en x, y, z, y temporal en t. Este punto siempre está en movimiento. Tú percibes que el tiempo transcurre porque tú, y todo en el universo, se mueve constantemente en t.

c, la "velocidad de la luz", es realmente la velocidad tetradimensional a la que un objeto en reposo se mueve en el tiempo. c es la velocidad del presente. Y es, de hecho, la única velocidad en el universo: nada puede moverse más rápido, ni más lento, porque el presente siempre se mueve a la misma velocidad.

Y ahora, esta es la parte crítica: cuando te mueves en el espacio, no estás realmente cambiando la magnitud de tu velocidad en 4 dimensiones. Esa magnitud nunca cambia: siempre es c. Lo que realmente ocurre es que "cambias de dirección" en 4 dimensiones. Si piensas en tu velocidad como un vector tetradimensional, al moverte en el espacio, las componentes espaciales del vector dejan de ser cero, pero la magnitud del vector sigue siendo c.

Nota la implicación aquí: la componente temporal de tu velocidad es ahora menor que c: al moverte en el espacio, necesariamente te mueves más lento en el tiempo, para que la magnitud del vector siga siendo c. Entre más rápido te mueves en el espacio, más crecen las componentes espaciales de tu vector de velocidad 4D, y la componente temporal se hace más corta: cada vez te mueves más lento en el tiempo. En el límite, la resultante de las 3 componentes espaciales es c, y la componente temporal es cero: te mueves en el espacio a la velocidad de la luz, y te has detenido en el tiempo. [1]

Y esta es la razón por la cual, en este modelo, nada puede moverse más rápido en el espacio: ya no puedes "cambiar más de dirección" en 4D. La componente temporal ya es cero; no hay más velocidad temporal que pudieras "convertir" en velocidad espacial. Para viajar en el espacio a una velocidad mayor, tendrías que moverte en 4D a una velocidad distinta a la que se mueve el resto del universo. Tendrías que moverte más rápido que el presente: viajar en el tiempo (o "saltar en el tiempo", quizá es una mejor metáfora), con todas las paradojas y conflictos causales que esa idea acarrea.

Y ¿porqué esto es así? ¿Porqué el universo insiste en moverse en el espacio-tiempo a una velocidad constante? Porque sí. Por definición. Es parte del modelo; violar esto es simplemente imposible por la forma en que está construido el modelo. Las matemáticas no tienen apelación aquí.

La objeción posible, por supuesto, es que la Relatividad Especial es solo un modelo, una construcción matemática abstracta; no es el universo real. Y esto es perfectamente válido: es posible que el modelo no represente exactamente la realidad, que en el universo real sí exista una manera de viajar más rápido que la luz (o viajar en el tiempo, que, como ahora sabes, viene siendo lo mismo). Es posible, claro. Pero también es muy, muy improbable.

La cosa es: la Relatividad Especial funciona. Lo hemos comprobado experimentalmente de mil maneras, la usamos en el día a día, dependemos de ella. El universo realmente parece comportarse como lo predice el modelo.

Esto no es prueba de que el modelo es perfecto, claro (de hecho, ya sabemos que no lo es). Pero lo que sí te dice y garantiza es que, si un día encontramos un mejor modelo del universo, este coincidirá con la Relatividad Especial en todas las condiciones y circunstancias que ya hemos verificado empíricamente, y divergirá solo en condiciones verdaderamente extremas: en regímenes subatómicos, en la singularidad dentro de un agujero negro, cosas así. Y la implicación de esto es que, si ese nuevo modelo sí permite los viajes en el tiempo, estos solo serán posibles en tales condiciones extremas. Es muy, muy improbable que podamos sacar provecho, en la práctica, en los rangos "normales" en los que vivimos.

Así pues, una vez más: no es que no podamos aceptar esa noción. Es solo que sabemos que es extremadamente improbable.

[1] Las lucubraciones con vectores, arriba, son solo una ilustración de la noción básica. En el modelo relativista, las operaciones vectoriales no se realizan con geometría euclidiana, con magnitudes basadas en el círculo, e.g. (Δs)2=(Δx)2+(Δy)2+(Δz)2+(Δt)2. En vez de ello se usa una geometría hiperbólica, e.g. (Δs)2=(Δct)2−(Δx)2−(Δy)2−(Δz)2; busca por "espacio de Minkowski" para la construcción matemática real. Pero pensar en términos de vectores euclidianos, teorema de Pitágoras, etc., ayuda a asimilar la idea, espero.