Si la luz se mueve y el espacio se expande, ¿puede un fotón estar parado desde su propia perspectiva?

No. Por dos razones principales.

1. Como los fotones se mueven a la velocidad de la luz, no experimentan el paso del tiempo. Cuando un fotón se estrella contra la materia y se absorbe, al fotón, esto ocurre instantáneamente después de su creación, incluso si ese viaje desde la creación hasta la absorción fue a través de miles de millones de años luz. Entonces, los fotones (si realmente tenían conciencia) no experimentan nada.
2. Poniendo el # 1 a un lado. Supongamos por un minuto que los fotones realmente experimentaron el tiempo, todavía no importaría. Los fotones de luz se mueven a aproximadamente 299,000 km por segundo, o 186,000 millas por segundo. La constante de Hubble, que describe la tasa de expansión del espacio, es de aproximadamente 72 metros por segundo por megaparsec. ¿Qué significa esto? Significa que se necesitan más de 3 millones de años luz de espacio para obtener una expansión de solo 72 metros, lo que significa que la tasa de expansión en el espacio local, digamos el tamaño de nuestro sistema solar, está en un nivel microscópico. Entonces, en ese segundo que un fotón viajó 300,000 km, el espacio por el que viajó se expandió en mucho menos de un milímetro. Para el fotón, la expansión ni siquiera era notable.

Sin embargo, lo que significa la expansión del espacio es muy interesante. Si toma la constante de Hubble y multiplica la base de un megaparsec, por unos pocos miles de veces, entonces llega a un punto de poco más de 13 mil millones de años luz, donde la tasa de expansión del espacio en ese espacio muy grande excede la velocidad de luz. Esto significa que el universo tiene un borde visible para nosotros. Solo podemos ver un poco más de 13 mil millones de años luz en cualquier dirección, y luego cualquier cosa más allá de eso es invisible para nosotros, porque el espacio intermedio nunca permitirá que la luz nos alcance. Esto significa que una gran parte del universo total es, y siempre será, invisible para nosotros. Lo que es realmente triste es que en varias decenas de miles de millones de años, la expansión habrá movido a casi todos los vecinos galácticos más allá del horizonte visible, y eventualmente no habrá nada que ver excepto las estrellas en nuestra propia galaxia elíptica gigante, Milkdromeda (más sobre esa otra vez).

Si.

De hecho, todos los fotones parecen estar quietos desde su perspectiva, ya que no experimentan el paso del tiempo como lo hacen los objetos materiales (aquellos que tienen una masa finita “en reposo”). Esto se deduce del efecto de dilatación del tiempo de la relatividad general: el tiempo se ralentiza para los objetos en movimiento, cuanto más rápido se mueven, más lento pasa el tiempo; el tiempo de detención para los objetos a la velocidad de la luz es el límite superior de esta relación. Por lo tanto, los fotones solo “ven” un universo estático, en esencia un corte recto a través del espacio-tiempo (o espacio de eventos, si se quiere), a lo largo de su trayectoria.

Y pondré mi descargo de responsabilidad al final: mi conocimiento de la relatividad general y la física en general es muy limitado, por lo que esta respuesta podría estar totalmente equivocada.

Generalmente decimos algo como “… es su propio marco de referencia inercial” en lugar de “… es su propia perspectiva”. Una de las reglas que rigen las propiedades de la luz es que las fotos en un vacío se mueven en C en CUALQUIER marco de referencia inercial. Entonces, tiene una contradicción sugerir que un fotón se quede quieto. En cualquier sitio.

Aún así, me parece muy interesante tratar de visualizar lo que vería un fotón si pudiera tener un marco de referencia inercial. Me parece que el espacio en la dirección del movimiento colapsaría a una distancia cero; y el tiempo de viaje también iría a cero segundos. Incluso si su lugar y hora de emisión estuvieran a mil millones de años luz a mil millones de años en el pasado.

El segundo postulado de Einstein básicamente dice que todos los observadores inerciales están de acuerdo con la velocidad de la luz en el vacío, es decir, en todos los marcos de referencia, el fotón nunca está en reposo.

Los fotones en el espacio libre no tienen un marco de descanso, por lo tanto, nunca se quedan quietos.

¡Esa es una pregunta muy profunda, una que realmente me estimula! Creo que quedarse quieto es una buena suposición. ¡¡¡¡¡Adivinanza!!!!! lol Entonces, ¿la velocidad de la luz es siempre C menos la velocidad de expansión? ¿La luz viaja a un poco menos de la velocidad de la luz? Si es así, nunca conocemos la “velocidad de la luz” exacta, ¡de lo contrario, solo existe como un término relativo! AYUDAME A ALGUIEN !!!

La pregunta no tiene sentido.

Toda la velocidad es relativa.

Para que un fotón esté quieto, todo lo que lo rodea también debe estar quieto en relación con el fotón. Esto no puede ocurrir.

El fotón no es consciente de que el espacio se está expandiendo.

No. No hay masa en reposo para un fotón, incluso desde su perspectiva.

Desde la perspectiva de un fotón, no viajó a través del espacio o el tiempo, llegó instantáneamente a su destino. Aunque, desde nuestra perspectiva, lleva luz 100,000 años llegar a un lado de nuestra galaxia al otro, a un fotón no toma tiempo en absoluto.

Si un fotón tuviera un punto de vista, se “vería” a sí mismo como en reposo en un disco infinitamente aplanado de un universo. Pero no tienen un punto de vista. Son solo fotones.