Si los fotones tienen 0 masa en reposo pero masa relativista positiva distinta de cero, ¿por qué pueden acelerar instantáneamente de 0 a la velocidad de la luz al inicio (p. Ej., Por reacción química) pero la materia no puede alcanzar la velocidad de la luz debido al aumento de la masa relativista?

Esta pregunta parece terriblemente familiar. ¿Lo estás repitiendo con la esperanza de una respuesta más reconfortante?

Por favor, deje de usar el concepto de “masa relativista”. Simplemente lleva a la confusión. Masa se refiere a una cantidad invariable (una que es la misma en todos los marcos de referencia). La energía relativista total de cualquier partícula viene dada por [math] E = \ sqrt {m ^ 2 c ^ 4 + p ^ 2 c ^ 2} [/ math] donde [math] m [/ math] es la masa invariante y [matemática] p [/ matemática] es el momento de las partículas. Esta ecuación funciona trivialmente cuando [matemática] m = 0 [/ matemática].

Además, los fotones no “aceleran”. Los fotones son los cuantos del campo electromagnético, y las ondas EM pueden entenderse exhaustivamente como resultado de cargas aceleradas.

Los fotones pueden “alcanzar” la velocidad de la luz, de hecho son ligeros y solo viajan a la velocidad de la luz. Nunca están en reposo y no aceleran a la velocidad de la luz como usted sugiere. Recuerde que el fotón es solo un cuanto de la onda de luz. Sus intuiciones sobre cómo se comportan los cuantos son incorrectas. No tienen las mismas características que los objetos macro.

El aumento de masa relativista no es lo que impide que la materia normal se acelere a la velocidad de la luz; y los fotones nunca aceleran de velocidad cero a velocidad de la luz.

Las ecuaciones de Maxwell demostraron que la radiación electromagnética se mueve a la velocidad de la luz desde su emisión hasta su absorción. Esto fue problemático porque no dijeron que la radiación se emite a la velocidad de la luz en relación con lo que sea que haya emitido; Dijeron que la radiación se emite a la velocidad de la luz, independientemente del movimiento de lo que sea que haya emitido . Esto es tan contradictorio que durante décadas, los científicos asumieron que la simple lectura de dichas leyes no podía ser cierta y que tenía que haber algo que proporcionara un marco de referencia único para el movimiento de la radiación electromagnética. Solo que nadie podría encontrarlo. El genio de Einstein con la Relatividad Especial fue que tomó las ecuaciones de Maxwell para decir lo que decían: que la velocidad de la luz es absoluta.

De nuevo, la luz no acelera a la velocidad de la luz; Se emite a la velocidad de la luz. La misma velocidad de la luz, pase lo que pase.

Lo que lleva a la segunda parte de tu pregunta. No se impide que la materia alcance la velocidad de la luz porque la masa aumenta (aunque la masa sí aumenta, como lo demuestran nuestros aceleradores de partículas); la materia no puede alcanzar la velocidad de la luz debido a una combinación de la naturaleza absoluta de la velocidad de la luz y el principio de la relatividad: cada marco de referencia inercial válido es igualmente válido. Entonces, si la velocidad de un objeto es más lenta que la velocidad de la luz en cualquier cuadro inercial, es más lenta que la velocidad de la luz en todos los cuadros inerciales. Cuanto más cerca está la velocidad de un objeto a la velocidad de la luz, menos espacio hay para que acelere aún más mientras permanece más lento que la luz; y así, cuanto menos se acelera.

El aumento de masa a medida que aumenta la velocidad es una consecuencia de esto, no una causa: si [matemática] F = ma [/ matemática] y [matemática] F [/ matemática] permanece constante mientras [matemática] a [/ matemática] disminuye, entonces [ math] m [/ math] debe aumentar.

Los modelos actuales de física cuántica capturan con mucha precisión lo que ocurre con la emisión de fotones de los átomos o moléculas excitados. Puede aprender la física y cómo aplicarla a problemas de interés. Esto significa resolver ecuaciones diferenciales complejas. Estas ecuaciones le dirán cómo evoluciona el campo electromagnético en función del tiempo cuando se emite el fotón, durante la propagación y la absorción.

Los fotones no se aceleran al instante. Los fotones no siguen la mecánica newtoniana. Si desea comprender, necesitará aprender física y eso es cuatro o más años de estudio de física para comenzar con este tema.

A los humanos les toma tanto tiempo comenzar a comprender la física de este universo más allá de la mecánica, ya que no experimentamos estos fenómenos todos los días. Se necesita aprender matemáticas avanzadas y hacer experimentos de laboratorio para conectar los dos en nuestros cerebros. Aprenderíamos mucho más rápido si tuviéramos exposición diaria, pero no tenemos eso. Pero debido a que muchas personas dedican sus vidas a la comprensión, podemos tener la tecnología que usamos todos los días.

No es mi rama de la ciencia, pero postularía que los fotones no se aceleran porque, en primer lugar, nunca están en reposo. Se crean a la velocidad de la luz y no se desacelerarán hasta que golpeen algo. Su masa relativista es la única que tendrán. Desaparecen cuando algo los detiene, un cuanto de energía en forma de una masa relativista.

Tenga en cuenta que la luz es tanto una partícula como una onda. Una onda es movimiento, por lo que un fotón en reposo es un oxímoron.

los fotones no se aceleran, se crean viajando a la velocidad de la luz

Debe recordar que “masa relativista” significa masa cuando se observa desde un marco de referencia de movimiento diferente, o el resultado de una observación. Pero el término básicamente no tiene sentido cuando se refiere a objetos materiales, porque los objetos materiales no pueden existir dentro de los marcos que se mueven en c al igual que los fotones no pueden existir en marcos que no se mueven en c.