Dado que la gravedad se propaga en c, ¿podría teorizarse que la gravedad dicta la “velocidad máxima” y no la luz?

En relatividad especial, la velocidad de la luz es el límite superior para las velocidades de los objetos con masa de reposo positiva, y los fotones individuales no pueden viajar más rápido que la velocidad de la luz. “Einstein llamó una vez a la velocidad de la luz El límite de velocidad del Universo, afirmó que viajar más rápido que la velocidad de la luz violaría el principio de causalidad”.

Momento y energía del fotón.

En 1906, Einstein asumió que los cuantos de luz (que luego se denominaron fotón) no tienen masa. Energía relativista E y momento P dado por;

Es posible que podamos permitir m = 0, siempre que la partícula siempre viaje a la velocidad de la luz c. En este caso, la ecuación anterior no servirá para definir E y P; ¿Qué determina el impulso y la energía de una partícula sin masa? No la masa (eso es cero por suposición); no la velocidad (eso siempre es c). La relatividad no ofrece respuesta a esta pregunta, pero curiosamente la mecánica cuántica sí, en la forma de la fórmula de Plank;

Como se desprende de la fórmula de masa relativista de Einstein:

Según la teoría general de la relatividad, la luz que se mueve a través de fuertes campos gravitacionales experimenta un cambio de rojo o azul. Durante la caída del fotón en el campo gravitacional, su energía (masa) aumenta. Según W = dmc ^ 2, la fuerza de gravedad realiza un trabajo sobre el fotón, por lo que la masa (energía) del fotón y su frecuencia aumenta (o disminuye) de v a v ‘la dada por;

G es la constante gravitacional; M es la masa del cuerpo, c es la velocidad de la luz, r es la distancia desde el centro de masa del cuerpo. El signo más se refiere al desplazamiento al azul y el signo menos se refiere al desplazamiento al rojo.

También en presencia de gravedad, la velocidad de la luz no es la misma para todos los observadores. La derivación de Einstein de la velocidad variable de la luz en un potencial de campo gravitacional de la siguiente manera:

Donde c es la velocidad de la luz en el vacío y c ‘es la velocidad de la luz en el campo gravitacional. Cabe señalar que no hay consenso sobre la velocidad de la luz en un campo gravitacional. Por ejemplo; entonces, en presencia de gravedad, la velocidad de la luz se vuelve relativa (variable según el marco de referencia del observador). Esto no significa que los fotones aceleren o desaceleren; esto es solo la gravedad, lo que hace que los relojes funcionen más lentamente y que las reglas se reduzcan. El problema aquí proviene del hecho de que la velocidad es una cantidad dependiente de coordenadas y, por lo tanto, es algo ambigua. Para determinar la velocidad (distancia recorrida / tiempo tomado) primero debe elegir algunos estándares de distancia y tiempo, y diferentes opciones pueden dar diferentes respuestas. Esto ya es cierto en la relatividad especial: si mide la velocidad de la luz en un marco de referencia acelerado, la respuesta, en general, diferirá de c. Basado en la solución de Schwarzschild de la ecuación de Einstein del campo gravitacional, se demuestra que la velocidad de la luz cambiaría y la isotropía de la velocidad de la luz sería violada en el campo gravitacional con simetría esférica.

La descripción anterior es compatible con el concepto puntual de la mecánica cuántica, pero es incompatible con nuevos enfoques y evidencias. En mecánica cuántica, el concepto de una partícula puntual se complica por el principio de incertidumbre de Heisenberg, porque incluso una partícula elemental, sin estructura interna, ocupa un volumen distinto de cero. De acuerdo con la mecánica cuántica de que el fotón y el electrón son partículas no estructuradas, no podemos responder las preguntas sin respuesta.

Lee mas; La respuesta de Hossein Javadi a Si la velocidad de la luz nunca puede ser excedida, ¿por qué el universo se expandió más rápido que la velocidad de los microsegundos de luz después del Big Bang?

Otra pregunta que, si todos aceptaran la Teoría del campo cuántico, ni siquiera se haría, porque la respuesta es muy simple y obvia.

En QFT todo es un campo y la propagación de estos campos se especifica mediante ecuaciones, del mismo modo que la propagación de una onda de agua se especifica mediante ecuaciones que describen las propiedades del agua. En QFT, todas las ecuaciones de campo contienen la constante c, no solo el campo electromagnético (luz) y la gravedad, sino incluso los campos de leptones (electrones) y bariones (protones). Esta constante aparece de tal manera que determina qué tan rápido puede propagarse el campo.

Si esta constante fuera mayor para un campo dado, digamos un electrón, entonces no habría nada que impida que se propague más rápido que la luz. El “límite de velocidad” no se establece ni por la luz ni por la gravedad, sino por las propiedades de todos los campos como se describe en las ecuaciones de campo.

¿Por qué es así? Dios solo lo sabe (y casi lo digo literalmente). En el Capítulo 10 de mi libro, llamo a este tipo de pregunta una de las lagunas, como se describe en el extracto a continuación. (Puede leer el capítulo 10 completo gratis en mi sitio web quantum-field-theory.net).

“Por qué y para qué . QFT no explica por qué los números que aparecen en las ecuaciones tienen los valores que tienen. El ejemplo más famoso es la llamada constante de estructura fina que describe la interacción entre los campos de materia y el campo EM. Alguna vez se pensó que esta constante tenía un valor de 1/137, y esto, como se puede imaginar, condujo a algunos intentos numerológicos para explicar por qué la naturaleza había elegido este entero en particular, y tan inusual. Sir Arthur Eddington afirmó que el número podría obtenerse por “deducción pura”, pero estos intentos se abandonaron cuando las mediciones más precisas mostraron que el valor real es 1 / 137.04.

“Muchos físicos aún se preguntan por qué las masas y las constantes de acoplamiento son lo que son, y hay intentos de encontrar explicaciones que sean más sofisticadas que la saga 1/137, incluida algo llamado teoría de supercuerdas . También hay intentos menos sofisticados, como el llamado principio antrópico , que establece que si los valores fueran diferentes de lo que son, la raza humana no podría existir. QFT no proporciona respuestas, ni ninguna otra teoría. QFT hace un trabajo increíble al explicar el mundo en que vivimos, pero por qué las constantes son lo que son es, en mi opinión, una pregunta teleológica, si no teológica “.

Ni las perturbaciones gravitacionales ni la luz “dictan” la velocidad máxima.

La velocidad máxima es una propiedad geométrica fundamental del Universo, un factor de conversión entre la distancia y el tiempo, y denotamos esta velocidad “[matemáticas] c [/ matemáticas]”. En palabras, a menudo lo llamamos “la velocidad de la luz” como una abreviatura, por las simples razones que

  1. La luz fue lo primero que se midió para viajar a esa velocidad, y
  2. El hecho de que la velocidad de la luz es constante fue la pista principal que apunta a la existencia de una velocidad máxima en primer lugar.

Por razones por las que no entraré aquí, cualquier fuerza de “ley cuadrada inversa” está mediada por una partícula sin masa, y las partículas sin masa viajan en [matemáticas] c [/ matemáticas], que incluye radiación electromagnética y gravitacional.

Actualmente, esto es solo una conjetura sin pruebas científicas o matemáticas, por lo que la filosofía aún necesita ser desarrollada por la razón y las exploraciones empíricas.

Existe la posibilidad de que la gravedad y el electromagnetismo sean uno y los mismos aspectos diferentes de una realidad subyacente mayor. Son las dos fuerzas de la naturaleza que tienen efecto hasta el infinito y ambas siguen la misma ley del cuadrado inverso.

Tendríamos que explicar de alguna manera por qué la gravedad es la más débil de las dos. Pero todavía no tenemos una teoría viable de la gravedad cuántica. No tenemos idea de cómo la fuerza de la gravedad puede variar a distancias muy cortas cercanas a la longitud de Planck. Por lo demás, no sabemos cuáles serían los efectos de una distancia tan corta sobre la fuerza electromagnética y cómo sería el fotón, cómo funcionaría a una distancia tan corta dentro del átomo.

Hay un sentido muy real en el que todas las cosas que “sabemos” a veces pueden funcionar como obstáculos en el camino hacia una mayor comprensión.

Eventualmente podemos encontrar que es necesario vaciar primero nuestra copa de conocimiento, antes de poder llenarla a un nivel superior. La teoría de cuerdas es un intento de hacerlo, pero tiene muchas dificultades que aún debe superar.

En el análisis final, lo más probable es que la física aún aguarde a su brillante caballero del siglo XXI. Los millennials toman nota. Hay más en la física que todas sus afirmaciones, ecuaciones y equívocos actuales. Párate sobre los hombros de los gigantes para tener una buena visión del vasto territorio. Luego baja de nuevo y abre tu nuevo camino.

La luz no dicta la “velocidad máxima”. Nada lo hace.

c (llamada velocidad de la luz) es una constante física. La razón por la que lo llamamos lo que llamamos se debe a una razón histórica: primero encontramos la constante de la velocidad de la luz que viaja en el vacío. c es una propiedad fundamental de nuestro universo: nada puede viajar más rápido que él. La luz, la propagación de la gravedad y todo lo demás viaja a esa velocidad “debido” a esa limitación fundamental. Tenga en cuenta que pongo el “porque” entre paréntesis para resaltar el hecho de que la palabra no se usa en su sentido tradicional, que es para explicar qué “causa” algo: no hay un todopoderoso llamado C que “haga” que todo viaje bajo su todopoderosa velocidad C. c es simplemente un modelo creado por nosotros para describir una propiedad de las materias en el universo que observamos: la velocidad de la luz, la velocidad de propagación de la gravedad, la velocidad que no se puede exceder.

Por lo general, no es significativo en física preguntar qué “dicta” las cosas que están sucediendo (o por qué están sucediendo las cosas). La física solo llega a describir cómo suceden las cosas y utiliza los patrones observados para predecir cómo resultarán las cosas.

Sí, podría.

Personalmente, encuentro molesto el hecho de que llamamos a esta velocidad especial “La velocidad de la luz”, pero llamarla “La velocidad de la gravedad” no ayuda mucho.

Debería llamarse “El límite de velocidad cósmica” o algo por el estilo.

Pero la ciencia está llena de terminología antigua para cosas que ya no tienen mucho sentido, pero la dificultad para cambiarlas puede ser extrema.

Por lo tanto, tendemos a seguir con la terminología que se eligió por primera vez, incluso cuando luego se descubre que es inapropiada.

Su suposición siguiendo las teorías actuales y convencionales es que la gravedad se propaga en c es a la vez infundada y no probada. Los fotones reales de luz viajan en c debido a su masa inercial inherente, según MC Physics. Las fuerzas no están tan unidas ya que no tienen una masa itinerante.

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