Si pudiéramos viajar hacia una estrella distante a la velocidad de la luz, y la estrella explotara, ¿observaríamos la luz que emite a 2 veces la velocidad?

Primero, no puedes viajar a la velocidad de la luz. Puede acercarse arbitrariamente a él, pero no alcanzarlo. En aras de la discusión, digamos que estamos viajando a 0.866 veces la velocidad de la luz (elegí este número por una razón, es realmente grande en cuanto a velocidad, y tiene una propiedad matemática que facilita las comparaciones).

La estrella explota, y con suerte estamos lo suficientemente lejos de ella. Sin embargo, la luz seguirá viajando a 299,792,458 metros por segundo. Eso es relatividad en pocas palabras. No importa a qué velocidad viaja un observador, las ondas de luz siempre viajarán a esa velocidad, y todo lo demás tiene que estirarse y doblarse para acomodarse.

A 0.866 veces la velocidad de la luz, el factor de Lorentz es 2. Ese es un número que dice cuánto deben estirarse las otras cantidades necesarias, es decir, la distancia, el tiempo y la masa, para que se aplique la velocidad constante de la luz. Las distancias son dos veces más cortas, el tiempo se ralentiza en un factor de 2 y los objetos son dos veces más pesados.

Desde su punto de vista, la distancia a la estrella será el doble de corta, por lo que sentirá que está llegando muy rápido … pero para un observador externo estacionario en relación con usted, tendrá que recorrer toda la distancia. El tiempo es relativo, no solo la distancia.

Todo esto es cierto porque esa luz no puede moverse más lento o más rápido que la velocidad de la luz. A pesar de que estás avanzando hacia esa estrella a una gran fracción de la velocidad de la luz, la luz aún llega a la misma velocidad.

La matemática y la gimnasia mental que requiere resolver estos problemas confunde a muchos jóvenes estudiantes de física. Es muy contrario a la intuición.

Si pudiéramos viajar hacia una estrella distante a la velocidad de la luz, y la estrella explotara, ¿observaríamos la luz que emite a 2 veces la velocidad?

No.

Digamos que viajas justo debajo de la velocidad de la luz (ya que no puedes ir a c, y si pudieras, la velocidad no tendría sentido para ti).

La velocidad de la luz se medirá a … la velocidad de la luz. En todos los marcos de referencia c es c. Ese es todo el punto de la relatividad.

Ahh, pero dices, ¿qué pasa con las partículas justo debajo de la velocidad de la luz que viene hacia mí?

Bueno, la fórmula es

[matemáticas] v_ {rel} = \ frac {v_1-v_2} {\ sqrt {1- \ frac {v_1v_2} {c ^ 2}}} [/ matemáticas]

Donde [matemáticas] v_1 = – v_2 = c- \ delta [/ matemáticas]

(donde [math] \ delta [/ math] es una fracción arbitrariamente pequeña de la velocidad de la luz)

Entonces terminamos con la diferencia yendo a c a medida que la velocidad de cada uno va a c (en direcciones opuestas).

Cuando todavía está en la oscuridad del día y el automóvil con los faros encendidos se acerca a VS cuando se está moviendo hacia ese automóvil a cualquier velocidad> 0. En el caso 2, vería más luz por intervalo de tiempo, por lo que técnicamente verá la luz que emite a 2 veces la velocidad en su caso, ya que ambos eventos tienen velocidad de la luz. Estrictamente en mi humilde opinión.

No podrias. No podría alcanzar la velocidad de la luz, pero supongamos que viaja a 99.999999% de la velocidad de la luz con respecto a la estrella, aún así mediría la luz a la misma velocidad. La velocidad de la luz es invariable para todos los observadores. Sin embargo, la longitud de onda de la luz cambiaría.