Si la luz viaja a la velocidad de la luz, ¿por qué no es liviana?

En la teoría cuántica de campos, en la que creo, incluso si nadie más lo hace, todos los campos viajan a la velocidad de la luz, a menos que tengan masa. El término de masa ralentiza la velocidad de propagación, por lo que es PORQUE el campo EM no tiene masa que pueda propagarse a la velocidad de la luz. Si tuviera un término masivo, evolucionaría más lentamente. Como de costumbre, pegaré un extracto de mi libro, pero si no quieres comprarlo (la versión electrónica solo cuesta $ 4.95), está bien. Puedes leer los capítulos 1 y 10 gratis en quantum-field-theory.net.

“Por supuesto, la idea de que hay un límite de velocidad final parece absurda. Si bien la velocidad de la luz es muy alta para los estándares terrenales, la magnitud no es el punto; Cualquier tipo de límite de velocidad en la naturaleza no tiene sentido. Supongamos, por ejemplo, que una nave espacial viaja casi a la velocidad de la luz. ¿Por qué no puedes encender el motor de nuevo y hacer que vaya más rápido, o si es necesario, construir otra nave con un motor más potente? O si un protón está girando en un ciclotrón a una velocidad cercana a la de la luz, ¿por qué no puede aumentar su energía adicional y hacer que vaya más rápido?

“Explicación intuitiva . Cuando pensamos en la nave espacial y el protón como hechos de campos, no como objetos sólidos, la idea ya no es ridícula. Los campos no pueden moverse infinitamente rápido. Los cambios en un campo se propagan de una manera “laboriosa”, con un cambio en la intensidad en un punto que causa un cambio en los puntos cercanos, de acuerdo con las ecuaciones de campo. Considere la ola creada cuando deja caer una piedra en el agua: la piedra genera una perturbación que se mueve hacia afuera ya que el nivel del agua en un punto afecta el nivel en otro punto, y no hay nada que podamos hacer para acelerarlo. O considere una onda de sonido que viaja a través del aire: la perturbación en la presión del aire se propaga cuando la presión en un punto afecta la presión en un punto adyacente, y no podemos hacer nada para acelerarla. En ambos casos, la velocidad de propagación está determinada por las propiedades del medio transmisor, aire y agua, y existen ecuaciones matemáticas que describen esas propiedades.

“Los campos también se describen mediante ecuaciones matemáticas, basadas en las propiedades del espacio, y la constante c en esas ecuaciones determina la velocidad máxima de propagación. Si el campo tiene masa, también hay un término de masa que reduce la velocidad. Como todo está hecho de campos, incluidos protones y cohetes, está claro que nada puede ir más rápido que la luz. Como Frank Wilczek escribió:

“Uno de los resultados más básicos de la relatividad especial, que la velocidad de la luz es una velocidad limitante para la propagación de cualquier influencia física, hace que el concepto de campo sea casi inevitable. – F. Wilczek (“La persistencia del éter”, p. 11, Physics Today, enero de 1999) “

Porque cada fotón tiene cero masa en reposo.

Cada fotón viaja a la velocidad de la luz como lo observa cualquier observador inercial. Sin embargo, cada fotón tiene una masa inercial positiva y finita como la ve el mismo observador inercial.

Hay algunos problemas conceptuales relacionados con los límites. No escribiré las expresiones. Sin embargo, describiré algunas de las cuestiones matemáticas en palabras.

La masa inercial de una partícula es un producto del factor de Lorentz y la masa restante de esa partícula. El factor de Lorentz es mayor que 1 para cualquier velocidad de partículas menor que la velocidad de la luz. Sin embargo, el factor de Lorentz se acerca al infinito a medida que la velocidad de las partículas se acerca a la velocidad de la luz en el vacío.

La mayoría de las partículas (p. Ej., Electrones, protones, neutrones) tienen una masa en reposo positiva. El producto de un número positivo e infinito es infinito. Entonces, a medida que la velocidad de una partícula se aproxima a la velocidad de la luz, la masa inercial de esa partícula se aproxima al infinito.

Esta solución no solo es ‘pesada’, es físicamente imposible. La matemática básicamente muestra que ninguna partícula con una masa de reposo positiva puede moverse a la velocidad de la luz de acuerdo con cualquier observador inercial.

Un fotón tiene una masa en reposo cero. El producto de cero e infinito es indeterminado. No hay un producto único. El producto puede ser cualquier cosa. Entonces la masa inercial de un fotón puede ser cualquier cosa.

La masa inercial de un fotón no está determinada por su velocidad, ya que su velocidad es siempre c para todos los observadores inerciales. Sin embargo, la masa inercial de un fotón está determinada por el observador inercial.

Entonces el fotón NO ES un corpúsculo newtoniano. La aproximación newtoniana nunca es válida para un fotón.

Es una de esas cosas que la naturaleza nos arroja, simplemente tomamos la observación como está. Tal vez esto sea respondido en el futuro cuando nuestra comprensión de la física haya crecido lo suficiente.

Mi interpretación de la pregunta es que la luz debería tener masa pero, si la tuviera, de acuerdo con el factor de Lorentz, debería tener una masa infinita que es imposible, especialmente para un fotón. Piénselo de esta manera, la energía en todo el universo es finita; entonces nada puede tener masa infinita.

Sin embargo, simpatizo con su pregunta. Einstein dijo que la energía tiene masa que puede deformar el espacio-tiempo. La energía también está compuesta de fotones; por lo tanto, los fotones tienen masa. Según De Broglie, las partículas de materia en movimiento muestran el comportamiento de las ondas según la relación [matemática] p = \ frac {h} {\ lambda} [/ matemática] donde [matemática] p [/ matemática] es el impulso, [matemática] h [/ math] es la constante de Plank, y [math] \ lambda [/ math] es la longitud de onda de la onda mostrada. Esto significa que el fotón es una partícula que tiene masa y muestra el comportamiento de las olas al mismo tiempo.

Esto también implica que los fotones de energía tienen una dispensación especial para viajar a la velocidad de la luz. Los rayos [matemáticos] \ gamma – [/ matemáticos] pueden tener la energía de masa de un protón y aún viajar a la velocidad de la luz. Piense en ello como si el agua pudiera hervir a [matemática] 110 ^ \ circ [/ matemática] [matemática] C. [/ matemática] Según esto, una partícula masiva aún puede alcanzar la velocidad de la luz una vez que sabemos cuál es esa dispensación especial.

“Pesado” se refiere al “peso” que se refiere a la fuerza de la gravedad sobre algo … la gravedad afecta a la luz, por lo tanto, la luz es pesada.

Tal vez estás pensando en “masivo” … en física, la masa y el peso son cosas diferentes.

La luz no tiene masa … es por eso que puede viajar a la velocidad invariante del Universo, y por eso llamamos a esa velocidad “velocidad de la luz”. Los objetos con masa no pueden hacer esto porque tienen masa.

Aparte “¿ Si la luz viaja a la velocidad de la luz …”? ¿Sospecha que la luz no viaja a la velocidad de la luz?

Esa es una teoría, aunque no podemos llamarla la velocidad de la luz en ese caso … porque no lo es. En esa teoría, la luz tiene una masa muy pequeña. No hay evidencia suficiente para respaldarlo, pero hay proyectos en curso que miden la masa de un fotón.

Depende de lo que quieras decir con “pesado”. La luz ciertamente tiene impulso ; el impulso de un fotón de longitud de onda [matemática] \ lambda [/ matemática] viene dado por [matemática] p = h / \ lambda [/ matemática] donde [matemática] h [/ matemática] es la constante de Planck. Otra forma de calcular el impulso de un fotón es en términos de su energía : [matemáticas] p = E / c [/ matemáticas].

Masa de fotones (las partículas fundamentales de luz son cero)

WKT

velocidad de luz específica = longitud de onda de luz específica x frecuencia de luz específica (la velocidad resultante de luz espectral específica es igual a c (3E8 m / s))

Digamos por ejemplo. La velocidad de la luz de color azul cuya longitud de onda es de 470 nm y la frecuencia es de 640 THz

Podemos multiplicarlo 470E-9 x 640E12 = 300800xE3 m / s

También tiene energía E = h (f) es la energía del fotón que es 6.63E-34 J (para luz verde) incluso si no tiene masa.

La energía del fotón no puede calcularse por E = Mc ^ 2

Déjame decirte 3 cosas que sé sobre la luz

  1. Ningún objeto con masa puede alcanzar la velocidad de la luz.

2. La luz no tiene masa.

3. La luz está compuesta de fotones que no tienen masa.

Si quiere decir que debería ganar masa con la velocidad que tiene, debe considerar que no es posible ya que no tiene masa en reposo. El fotón tiene una velocidad única, no menor o mayor que “c” en el vacío.

Porque es luz

Pero en serio, la luz difiere de lo que consideramos materia en que no tiene ninguna masa en reposo. Entonces, el único peso o inercia que tiene proviene de su movimiento; Y eso no es mucho.

Tome nota de la ecuación, E = mc ^ 2. Un fotón tiene masa cero. ¿Cuánta energía necesitas para acelerar un fotón a la velocidad de la luz?

Cero. La luz está a la velocidad de la luz por defecto, lo que la convierte en una paradoja.

Porque viaja a la velocidad de la luz. Si tuviera masa, no podría hacer eso

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