Por tanto la velocidad máxima que es capaz de alcanzar cualquier objeto del universo es la velocidad de la luz, llamada así, porque la luz fue el primer fenómeno que conocimos que viajaba a esa velocidad. Ahora sabemos que esta velocidad no es específica de la luz, sino de cualquier partícula sin masa. De hecho este concepto está íntimamente relacionado con el límite de velocidad de nuestro universo. No tener masa y viajar a la velocidad de la luz parecen ser lo mismo. Por tanto preguntémonos, ¿qué significa que una partícula no tenga masa?
Para responder a esto antes necesitaremos saber qué es una partícula y qué es la masa. Empecemos entonces con qué es una partícula. Tal vez ahora tengas en mente una bolita de algún color llamativo, moviéndose por el espacio. El concepto de partícula como una bolita muy pequeña es algo que nos hemos inventado para hacernos la vida (y la física) más fácil. Para entender ciertas ecuaciones y muchos fenómenos es muy útil esa imagen de partícula, pero el universo no es tan simple y las partículas, al menos como nos las imaginamos, no existen. Lo que existen son los campos cuánticos. Por tanto para seguir hablando de partículas nos contentaremos con decir que una partícula es cualquier cosa que pueda detectarse con un detector de partículas.
Es decir, imagina que tienes una fuente de fotones: una estrella, una bombilla o un láser. Imagina también que tienes un aparato que cada vez que le llega un fotón emite un pitido o aumenta un número en un contador. De alguna forma u otra podrías reducir la cantidad de fotones que llegan a este detector, situando filtros o pantallas con ranuras y agujeros justo delante, consiguiendo que acaben siendo detectados de uno en uno. Cada uno de esos objetos que llegan al detector de uno en uno es una partícula.
Por otro lado, la masa. Según la relatividad especial, la energía de una partícula tiene dos contribuciones fundamentales, cuando se mueve libremente por el espacio. Una de ellas es la energía que tiene la partícula por el hecho de estar moviéndose a cierta velocidad, su energía cinética. La otra es su energía en reposo, cuando no se está moviendo, su masa. ¿Qué significa por tanto que una partícula no tenga masa? Significa que no tiene esta contribución de energía en reposo, con lo que toda su energía es energía cinética, energía debida al movimiento. Esto significará que un fotón, puesto que su única energía es la debido al movimiento, deberá necesariamente moverse. No podrá estar en reposo.
Pero el reposo es relativo, depende de quién lo mida. Si vuelas en avión, claramente no estás en reposo, porque te mueves a 1 000 kilómetros por hora con respecto al suelo. Sin embargo, a todos los efectos, la persona que se sienta a tu lado, el resto de la tripulación y el fuselaje del avión están en reposo con respecto a ti. Su velocidad es cero con respecto a ti. Ni se alejan ni se acercan y, desde tu punto de vista, es el suelo, las nubes y el aire que rodea al avión quienes se mueven.
