¿Cómo llegó Einstein a la conclusión de que nada con masa puede viajar más rápido que c?

A través de su teoría especial de la relatividad publicada en 1905, Einstein utilizó sus postulados (que la velocidad de la luz es constante en todos los marcos de referencia y las leyes de la física son las mismas en todos los marcos inerciales) para derivar ecuaciones relativistas para la mecánica clásica.

Estos mostraron que la masa de un objeto según lo observado por un marco estacionario aumenta en un factor dependiente de la velocidad de los objetos, [matemática] \ gamma. [/ Matemática]

Este factor es asimétrico, lo que significa que tiende al infinito cuando la velocidad se aproxima a c.

Por lo tanto, la masa de un objeto relativista tiende al infinito a la velocidad c. Esto significa que se necesitaría una cantidad infinita de energía para acelerar ese objeto a c, lo que obviamente es imposible.

Por lo tanto, todos los objetos con masa en reposo tienen prohibido viajar más rápido que c en relación con un observador estacionario.

Tenga en cuenta que esta explicación es bastante floja pero obtiene la esencia principal del razonamiento. Para entender completamente por qué, necesitarías aprender las matemáticas de la relatividad especial.

Einstein escribió un seguimiento de su artículo sobre Relatividad Especial donde reitera su hallazgo de que la energía está dilatada en Relatividad. Esto significa que así como el tiempo y la distancia son variables en cuadros en movimiento a diferentes velocidades, la energía también es diferente. Había desarrollado esta teoría mirando primero la luz y el efecto Doppler. Luego aplicó la misma fórmula para la dilatación del tiempo y la distorsión de la distancia a las ondas electromagnéticas. Einstein dijo que aunque la onda electromagnética todavía iba a la velocidad de la luz, la frecuencia de la onda cambió en diferentes cuadros. Cuando la frecuencia cambia, la energía de la onda cambia. Las frecuencias más altas tienen energías más altas.

Así que esto condujo al segundo artículo donde se describió el cambio de energía entre dos sistemas en movimiento.

Es necesario mirar la fórmula y entenderla un poco para obtenerla, pero cuanto más rápido se mueva un objeto, más aumentará la energía y el impulso, de modo que la fórmula se vuelve infinita a la velocidad de la luz. Entonces, en teoría, la masa necesitaría energía infinita para alcanzar la velocidad de la luz.

Primero describió e = mc2 en este artículo, aunque utilizó una L para energía. Reiteró los experimentos de Thompson sobre electrones en tubos de rayos catódicos que si la energía cambia, la masa cambia, que es lo que Thompson dijo en 1880 en su artículo aquí:

Sobre los efectos eléctricos y magnéticos producidos por el movimiento de cuerpos electrificados

Pero Einstein pudo describirlo matemáticamente para cualquier tipo de cambio en energía y masa de acuerdo con las ecuaciones de relatividad.

El artículo de Einstein está aquí:

¿La inercia de un cuerpo depende de su contenido energético?

Por lo tanto, sus matemáticas mostraron que la masa no podía aumentar al poder infinito para viajar a la velocidad de la luz.

Además de Jamie Smith, quiero agregar que las partículas sin masa, es decir, los fotones, tampoco pueden viajar más rápido que la luz.

El punto es que si las leyes de la física son LO MISMO para todos los observadores inerciales (es decir, que se mueven a una velocidad lineal constante o en reposo), la velocidad de la luz, que depende de la ecuación de Maxwell, también debe ser la misma para todos, independientemente de la velocidad que tienen en relación entre sí.

Según tengo entendido, la teoría permite objetos con masa que viajan más rápido que c (los llamados taquiones), pero no permite que los objetos alcancen o crucen el umbral de la velocidad de la luz. Una vez un taquión, siempre un taquión. ¿Lo entendí bien?

More Interesting

¿Podemos concluir que moverse a una velocidad menor que la luz te lleva al futuro, con una velocidad igual a la luz, el tiempo se detiene y más rápido que la velocidad de la luz, vamos al pasado?

Si viajas a la velocidad de la luz, ¿irás al futuro o al pasado?

¿Cuánto tiempo le tomaría a una nave espacial viajar un año luz?

¿Qué pasaría si la velocidad de la luz fuera solo de 3000 km / s?

Si se mueve a la velocidad de la luz en un automóvil y enciende los faros del automóvil, ¿qué sucederá? El sonido de la bocina del automóvil también será audible para usted

Si viajaras exactamente a la velocidad de la luz, ¿estarías en completa oscuridad?

¿El tiempo depende de la velocidad?

Einstein dijo que si algo alcanza la velocidad de la luz, el tiempo se ralentiza. Si alguien alcanzara la velocidad de la luz, ¿cuál sería el efecto en nosotros si el tiempo se ralentiza?

¿La luz realmente disminuye cuando pasa a través de un medio transparente? Si es así, ¿qué hace que acelere nuevamente a 'c' después de haber salido del medio?

¿Puede la luz exceder su límite de velocidad en cualquier parte del universo?

¿Qué pasaría si un objeto del tamaño de una gran canica chocara con la tierra a casi la velocidad de la luz?

Si la velocidad de la luz es constante, ¿cómo pueden los científicos reducir la velocidad?

¿Todas las longitudes de onda dentro del espectro de la luz viajan a la misma velocidad?

¿Cómo se resuelven los efectos de dilatación del tiempo para la 'paradoja gemela' si tomamos dos naves espaciales que vuelan lejos una de la otra cerca de la velocidad de la luz y luego giran para regresar a la ubicación inicial?

Si viajas más rápido que la velocidad de la luz y miras hacia atrás, ¿sería pura oscuridad?