¿Cómo sabemos con certeza que no hay nada en el universo que pueda viajar más rápido que la velocidad de la luz?

Nada es una palabra peligrosamente fuerte. El hecho es que todo lo que sabemos es que la velocidad de la luz es una velocidad crítica, no una velocidad máxima. Para empezar, expongamos con precisión el principio de relatividad.

“Es imposible detectar un movimiento uniforme desde el reposo”

Cuando Einstein era un niño, propuso un experimento mental, donde conduce un automóvil realmente rápido, que conduce a una velocidad cercana a la de la luz. Ahora, ese auto tiene un espejo retrovisor, y uno puede ver las imágenes allí. Pero si en realidad conducimos el automóvil cerca de la velocidad de la luz, si nos movemos hacia la izquierda y hacia la derecha, la imagen también debería moverse, pero ahora debería haber un retraso significativo entre los movimientos, y ese retraso es una función de la velocidad a la que el automóvil se mueve. ¡Moviente!

(En esta imagen se considera el sonido, pero reemplácelo con luz y un automóvil rápido)

¡Pero eso significaría que uno notaría la diferencia entre el descanso absoluto y el movimiento uniforme al notar el retraso de tiempo entre el movimiento de las imágenes! Einstein pensó, algo está mal, tal vez el retraso sería agnóstico a la velocidad.

Pero para que la demora de los autos sea independiente de la velocidad, uno debe abandonar la noción de que las luces tienen una velocidad relativa. Si abandonamos la noción, entonces el problema sería encontrar una nueva fórmula de velocidad relativa, y eso viene dado por:

Ahora, no importa cuánto tenga u, v, siempre termina en el c. Pero eso no es todo. Una vez que hemos establecido la fórmula (podemos trazar la energía cinética frente a la velocidad, antes eran muy simples), el cuadrado de la velocidad es proporcional a la energía cinética. Pero con este cambio en la velocidad relativa y la dependencia de la masa de la velocidad:

Tenemos un gran problema, y ​​la curva se muestra como:

¡Necesitamos energía infinita para impulsar un objeto (con masa) a la velocidad c!

Realmente no hay infinito, en el mundo real, y por lo tanto … super luminal no es posible para las cosas con masas.

Todo este juego puede, sin embargo, deducirse de otro axioma de las matemáticas, llamado continuidad de Lipschitz, Wikipedia.

En inglés, hace la pregunta: ¿qué significa que una función sea continua? Simplemente sugiere, si f (x) = y es una función de x, en un espacio métrico con la función de distancia d, entonces:

| f (x1) – f (x2) | <= K | x1 – x2 |

donde K es una constante, entonces y es una función continua de x. Ahora, reemplazamos x por el tiempo ‘t’, e y por la distancia cubierta ‘s’ para obtener, si la trayectoria de la partícula necesita ser continua, entonces:

| s (t1) – s (t2) | <= K | t1 – t2 |

pero que es :

| s (t1) – s (t2) | / | t1 – t2 | ¿esta cosa?

Es decir, en realidad, ¡velocidad (o velocidad)! Por lo tanto, para que la física clásica tenga una trayectoria continua para las partículas, debe haber un límite en la velocidad, y que K es c. No hay nada lujoso allí.

Pero hay. El axioma de la continuidad es la causa raíz de la velocidad luminal. Si no tomamos eso, entonces es posible la velocidad súper luminal, de hecho es posible el salto instantáneo de una partícula, y eso sí, eso sucede.

De hecho, puedes ver esos fenómenos: Más rápido que la luz – Wikipedia.

Además, es necesario más rápido que la luz para que el campo de la Electrodinámica Cuántica sea válido, y puedes leer sobre Tachyon, Wikipedia, y tienen una masa imaginaria de algún tipo.

Aun así, la velocidad de la luz es un límite. Hay un mundo que no puede cruzarlo, el mundo material de nosotros, y hay otro mundo, que no puede ralentizarse a la misma velocidad, el mundo inmaterial, y la luz es el guardián entre estos dos.

La diferencia entre el mundo cuántico y macro es en realidad la escala, la escala en la que intentas medir la continuidad.

La teoría de la relatividad se basa en el postulado de que la velocidad de la luz es la velocidad máxima absoluta en el vacío a la que siempre debe viajar un objeto con masa cero (cuando está en el vacío), independientemente de la velocidad del observador / fuente.

Esta teoría sugiere que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz.

Y esta teoría ha sido probada y probada miles de veces y se ha encontrado correcta con un nivel asombrosamente alto de precisión.
Muchas de las tecnologías actuales se basan en esta teoría, por ejemplo, GPS, satélites, viajes espaciales, etc.

Dada esta lógica, es seguro asumir que nada en teoría puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. De hecho, tal objeto rompería la causalidad, en donde la causa precedería al efecto.

Pero entonces, no podemos estar absolutamente seguros de todo.
Aún así, a todos los efectos prácticos, y dado el marco teórico actual, nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz.

Por otra parte, hay partículas hipotéticas llamadas taquiones (Tachyon – Wikipedia), que tienen una masa imaginaria (m ^ 2 debe ser negativa), que siempre deben viajar más rápido que la velocidad de la luz en el vacío. Estos no se han observado en la naturaleza y son solo caprichos matemáticos de la teoría.

Por supuesto, no tenemos evidencia completa de la ausencia de nada. Pero varias plausibilidades pueden ser dignas de discusión. Por ejemplo, la expansión espacial, que es una característica del universo en su conjunto, puede imaginarse para dar a conocer su presencia simultáneamente en todo el universo. Este concepto está estrechamente relacionado con la idea de que los campos de largo alcance (gravedad) y (eléctricos) en realidad constituyen la partícula y, por lo tanto, son coextensivos con el universo). La teoría estándar trata las partículas como influencias creadoras centralmente provocadas por una masa de masa o una cantidad cuántica de carga que crean campos que deben actualizarse continuamente: los campos son secundarios y no una parte de la partícula y no están en igualdad de condiciones con ellos. Arguendo, uno podría argumentar que el campo es primario, y que la convergencia central del mismo en un área pequeña del espacio da la ilusión de partícula puntual. Este es un resultado matemático para campos vorticales donde las características del vórtice se concentran matemáticamente en un punto. Si la partícula puntual es una consecuencia de su campo en lugar de viceversa, la noción de masa en el caso de la gravedad y de carga en el caso de la electricidad se vuelve secundaria; La comunicación entre el punto de convergencia y la extensión más remota del campo sería instantánea.

Cuando uno se integra sobre el volumen del campo eléctrico de una carga q definida por un electrón, se encuentra que la energía es infinita a menos que el límite inferior de integración se establezca en el radio r que corresponde a la mitad del radio electrónico clásico. Con esta limitación, uno encuentra que toda la energía del electrón mc ^ 2 está en el campo, está fuera de la superficie del radio que se requiere para ensamblar el electrón poco a poco a partir de cargas infinitesimales.

Todo esto apunta en la dirección en que el campo no es algo que se origina en el centro de convergencia. Si el campo de gravedad se considera la esencia de la inercia y el campo eléctrico la esencia de la carga, el resultado de ciertos experimentos es mucho más fácil de explicar. La teoría predominante, por supuesto, es que la información no puede viajar más rápido que la luz, y de hecho esa teoría tiene un fuerte apoyo fundamental, pero hay buenas razones para pensar fuera de la caja … ahí es donde reside la energía de las partículas.

Según Einstein, un objeto con masa no puede viajar a la velocidad de la luz, por lo que nada puede viajar más rápido que la luz.

ENTANGLEMENT QUANTUM permite que la información viaje más rápido que la luz, Einstein lo declaró como ‘ Acción espeluznante a distancia’, pero la información casi nula se transfiere en este caso, lo que significa Nada

Nosotros no

Lo que sí sabemos es que una teoría que se basa en el postulado de que la velocidad de vacío de la luz es la misma para todos los observadores funciona extremadamente bien, y es consistente con todas las observaciones hasta la fecha, ya sean de naturaleza microscópica (por ejemplo, ciencia de los materiales). ) o macroscópico (observaciones astrofísicas).

La misma teoría, sin embargo, también predice que no hay marcos de referencia de observadores que se muevan a, o más rápido, que la velocidad local de la luz.

¿Es posible que esta teoría sea solo un subconjunto de una teoría más amplia, aún por descubrir, que permite un movimiento más rápido que la luz? Quizás. ¿Es posible que encontremos lagunas, por ejemplo, una forma práctica de construir un “dispositivo de distorsión” o explorar agujeros de gusanos en el espacio-tiempo o algún otro medio para viajar más rápido que la luz? Quizás. Pero actualmente, más allá de las ilusiones, no hay evidencia observacional / experimental que sugiera que exista tal teoría o tales lagunas. Además, el viaje sin restricciones más rápido que la luz crea otras paradojas (una de las cuales es que una combinación inteligente de viajes más rápidos que la luz puede llevar a un observador a su propio pasado, es decir, viajar hacia atrás en el tiempo). razón suficiente para ser escéptico sobre la posibilidad de un movimiento más rápido que la luz.

Nunca digas nunca, por supuesto. Simplemente no aguantes la respiración todavía.

Cualquier objeto o partículas que tengan masa requieren energía para acelerarlos. Cuanto más cerca de la velocidad de la luz se obtiene una partícula, más energía se requiere para ir más rápido. Esto se debe a que las partículas mismas se vuelven más masivas en proporción al aumento de la velocidad. En resumen, cuanto más rápido vayas, más pesado serás. Esto es lo que limita el objeto / partículas con masa para lograr la velocidad de la luz ya que los fotones tienen masa en reposo cero. Debido a esto, si quisieras acelerar un solo electrón a la “velocidad de la luz”, necesitarías una cantidad infinita de energía porque la partícula se volverá infinitamente más pesada.

Es incorrecto decir que nada puede viajar más rápido que la luz porque el espacio mismo se extiende más rápido que la velocidad de la luz. Sabemos que el universo se está expandiendo continuamente, o podemos decir que el espacio se está expandiendo. Se observa que cuanto más se aleja una galaxia, más rápido se aleja. Por lo tanto, existe una distancia a la que la velocidad de expansión del espacio supera a la de la luz. También significa que la luz de esa parte del espacio nunca nos alcanzará y nunca podremos ver lo que existe allí.

Según la teoría de la relatividad especial:

  • Las partículas de masa positiva en reposo real pueden permanecer quietas o viajar a velocidades inferiores a la velocidad de vacío de la luz [matemáticas] c [/ matemáticas].
  • Las partículas de masa en reposo cero tienen que viajar a la velocidad de vacío de la luz [matemáticas] c [/ matemáticas], cuando están en el vacío.
  • Las partículas de masa imaginaria en reposo deben viajar a velocidades superiores a la velocidad de vacío de la luz [matemáticas] c [/ matemáticas].

Las partículas de masa imaginaria en reposo, que viajan a velocidades superiores a [matemáticas] c [/ matemáticas], se conocen como taquiones. Hasta ahora, son hipotéticos y no se han observado.

Somos personas de verdaderas masas de descanso y ellas son de masas de descanso imaginarias, nosotros y ellos estamos jugando un juego de escondite. Algún día, sin embargo, explotaremos este juego de escondite y los observaremos.

No sabemos el sombrero con certeza. Lo que sí sabemos es que nada que vaya más lento que la velocidad de la luz puede acelerar a la velocidad de la luz o más. Algunos físicos (creo que una pequeña minoría de ellos) creen que existen taquiones que viajan más rápido que la velocidad de la luz. La mayoría de los físicos no están de acuerdo porque su existencia en teoría crearía paradojas (ya que podríamos enviar mensajes en el tiempo).

Experimentar. Si una partícula cargada eléctricamente viaja más rápido que la velocidad de la luz, deberíamos ver ráfagas de radiación de Cerenkov en el vacío. Eso nunca se ha observado. Por lo menos, hay una escasez de carga más rápida que las partículas ligeras.

Nosotros no

Pero sabemos esto con certeza que la materia con la que estamos familiarizados no puede acelerarse a una velocidad mayor que la de la luz.

Puedes leer mi respuesta para una pregunta similar.

La respuesta de Akshat Jain a ¿Puede cualquier cuerpo físico ser más rápido que la velocidad de la luz?

Nunca dijimos que no hay nada que pueda viajar con la velocidad de la luz.

Solo postulamos y demostramos en teoría que ninguna partícula individual que tenga alguna masa distinta de cero puede viajar a la velocidad de la luz. Esta teoría puede ser respaldada por numerosos experimentos realizados en diversas condiciones y límites. Sí, es completamente cierto que en el futuro, podemos encontrar lagunas discutibles en nuestra comprensión actual del límite cósmico. No puedo profundizar más en este tema, ya que esto podría mejorar con mi experiencia, pero me gustaría señalar que solo medimos las diferentes partículas fundamentales con la ayuda de otra partícula fundamental, lo que resulta en nuestra comprensión limitada.

En verdad, no podemos decirlo con certeza, pero con nuestro conocimiento actual y la comprensión del universo, es seguro decir que ninguna de esas partículas (con una masa distinta de cero) puede alcanzar la velocidad de la luz en los límites dados de nuestro universo.

Porque la velocidad de la luz no tiene mucho que ver con la luz. Es la velocidad de la causalidad, y está entretejida con la naturaleza del espacio-tiempo mismo. Incluso un campo gravitacional cambiante solo se propagará hacia afuera a esa misma velocidad.

Cuando entra la luz, viaja en un instante a través de un espacio-tiempo en el que las cosas solo se propagan a esa velocidad. Ir más rápido que esta velocidad violaría la causalidad y obtendría todo tipo de paradojas del viaje en el tiempo.

Esto se debe a que cuando calculamos la energía requerida para un cuerpo con cualquier masa distinta de cero tiende a alcanzar el infinito.

Esto simplemente significa que tendremos que proporcionar una cantidad infinita de energía para que cualquier cuerpo con masa acelere a la velocidad de la luz. Y no tenemos una cantidad infinita de energía, obviamente.

Así que concluimos que solo las partículas que tienen masa de reposo cero pueden viajar con esa velocidad.

Puede o no puede ser. Es solo que no podemos percibirlo. La luz viaja a una velocidad de 3 x 10 ^ 8 m / s, lo que significa que un metro se viaja en 33.33 nanosegundos. Mientras que nuestros ojos necesitan 13 milisegundos para procesar toda esta observación. Entonces, para cuando lo procese, el objeto se volverá inexistente. Consulte el principio de incertidumbre que explica que si conocemos la posición de una partícula, su velocidad es una cantidad desconocida y viceversa. Entonces no podemos fijar la velocidad y la posición al mismo tiempo. Aquí está la hipótesis: esta podría ser la razón por la cual nuestro cerebro ignora el objeto que viaja a una velocidad mayor que la luz. Entonces no los vemos en absoluto. Sin embargo, ciertamente pueden hacerlo.

Saber “a ciencia cierta” no es lo que hace la ciencia. La ciencia busca evidencia para apoyar las ideas que las personas presentan como teorías / hipótesis.

Escuché que en 2011, los investigadores observaron que los neutrinos viajan significativamente más rápido que la luz, puede ir al siguiente enlace para obtener más información

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Faster-than-light_neutrino_anomaly

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