¿Es la velocidad relativa más rápida en el universo el doble de la velocidad de la luz?

Me temo que su pregunta hace una suposición incorrecta.

La velocidad relativa más rápida posible es la velocidad de la luz.

Si viajaba hacia el este a 0.9c y yo viajaba hacia el oeste a 0.9c, le parecerá que estoy viajando a 0.994c, no a 1.8c. La razón por la cual este es el caso es a velocidades relativistas, las velocidades no se pueden agregar de la manera normal, sino que se usa la ecuación a continuación.

[matemáticas] u ‘= \ frac {uv} {1- \ frac {uv} {c ^ {2}}} [/ matemáticas]

Donde [math] u ‘[/ math] es mi velocidad en su marco y [math] u [/ math] y [math] v [/ math] son ​​my y sus respectivas velocidades según lo visto por un observador estacionario. Recordando que [math] u [/ math] y [math] v [/ math] son ​​vectores, por lo que también debe considerarse la dirección.

Pruébalo para este!

Ahora probablemente estés pensando bien, pero pregunté por 2 fotones cada uno viajando en c . Bueno, el problema es que ningún marco de referencia puede viajar en c y obedecer la idea normal de velocidad y velocidad. No puede entrar en un marco de referencia de fotones y esperar ver las cosas de la misma manera que antes. A medida que viajas a la velocidad de la luz a través del espacio, no pasará el tiempo en ese marco.

Entonces, la velocidad máxima y la velocidad relativa máxima, independientemente de un marco de referencia físicamente posible, es la velocidad de la luz, c.

Ahora, la única forma de superar esa velocidad es haciendo trampa y tomando un atajo. Sí, estoy hablando de agujeros de gusano. Pero nunca viajas más rápido que c. Puede parecer que tienes.

Imagina que tomas un avión de Londres a Sydney. Una distancia total de 17,000 km que viaja a una velocidad de jet de pasajeros alta de 900 km / h (digamos 1000 para hacerlo más fácil) toma 17 horas. Si no hubiera paradas inconvenientes y le dijeras a tus amigos en Sydney que te ibas a ir, esperarían que llegues en 17 horas como mínimo.

Ahora imagine que en lugar de viajar alrededor de la tierra, debería atravesarla. Esto acorta la distancia a aproximadamente 11,500 km, por lo que solo tomaría 11.5 horas, llegando así a lo que su amigo pensó que era posible. Harían la suposición y la observación lógica de que has estado viajando a casi 1,500 km / h, no a 1000 km / h.

Los agujeros de gusano funcionan de la misma manera, pero en lugar de que el atajo atraviese la tierra, es a través de la estructura del espacio mismo.

Puede viajar una distancia muy corta a una velocidad razonable, pero terminar a una distancia mucho mayor viajando a través de un agujero de gusano. Incluso en la medida en que habría aparecido que iba más rápido que la velocidad de la luz si no hubiera sido por el agujero de gusano.

Esto causa problemas para las ideas físicas, como la causalidad, pero aparte de la teoría de los agujeros de gusano, no hay forma posible de que parezca viajar más rápido que c. La velocidad de la luz es la velocidad máxima en cualquier marco de referencia.

La gente no se da cuenta de que el límite de velocidad solo es aplicable a objetos relacionados con el observador. Solo es válido para velocidades dentro del espacio también. Básicamente, ningún objeto dejará (localmente) o se acercará a un observador particular con una velocidad v que sea mayor que c.

Sin embargo, dos fotones, para un observador externo, parecerán separarse con una velocidad relativa de 2 ∙ c.

Esta no es la velocidad relativa más rápida, según esta interpretación de velocidades relativas. Tome dos puntos en el borde de su universo visible que sean completamente opuestos entre sí. Estos dos puntos se dejarán entre sí a un ritmo aún mayor, debido a la expansión del espacio:
Aproximadamente 6.3 ∙ c.

Por supuesto, podrías poner dos fotones en estos puntos extremos de tu universo, que se alejan de ti. Se dejarán unos a otros con 8.3 ∙ c. Probablemente no haya mayor velocidad de separación posible dentro del universo visible; a menos que la tasa de expansión del universo esté aumentando.

¿Es la velocidad relativa más rápida en el universo el doble de la velocidad de la luz?

No, es c.

Los fotones no tienen un marco significativo (sin tiempo, sin distancia en su dirección de movimiento, etc.), no puede especificar (significativamente) la velocidad relativa de los fotones (u otras partículas sin masa). El concepto simplemente no tiene sentido cuando lo piensas.

Para dos cuadros de luz solar (o uno a la velocidad de la luz), la diferencia medida no será mayor que la velocidad de la luz.

Entonces, para cada cuadro significativo, el más alto es ‘c’.

En primer lugar, si usamos una definición de “velocidad relativa” donde la medición la realiza un tercer observador, entonces sí, dos fotones que se mueven en direcciones opuestas tienen una velocidad relativa de 2c (¡al menos! Siga leyendo …)

En segundo lugar, todos los otros comentarios que he leído aquí ignoran la expansión continua del espacio, que permite velocidades relativas mucho más altas que 2c (según lo medido / deducido por un tercer observador). Teóricamente no hay un límite conocido, a menos que restrinja su consideración solo al universo observable. Pero incluso dentro del universo observable, en realidad podemos * ver * la luz (emitida hace mucho tiempo) desde fuentes cuyo punto en el espacio ahora se aleja de nosotros más rápido que la velocidad de la luz.

Supongo que la mayor velocidad relativa que podemos deducir del universo observable es la velocidad relativa de las cosas durante la época inflacionaria.

Ya sea que esté en reposo o en movimiento con una velocidad c, mide la velocidad de la luz como c y solo c.

En todo marco de referencias inerciales, la velocidad de la luz (por supuesto, en el vacío) es c.

Esta es la razón por la que decimos que nada puede lograr una velocidad superior a c.

La otra forma de decir esto es que no hay velocidad relativa para la luz.

Aún así, hay otra forma de decir que esta es la velocidad de la luz es absoluta.

Absoluto implica que no podemos hablar de velocidad relativa.

Si se está moviendo hacia una fuente de luz, o si está en reposo con respecto a la fuente de luz, o si se está alejando de una fuente de luz, (en todos los casos) medirá la velocidad del fotón como c .

Automáticamente se deduce que no puede exceder la velocidad de la luz.

El límite de velocidad relativa, es decir, una velocidad medida por cualquier observador en un marco de referencia inercial es ‘c ‘. Entonces, si tiene una nave espacial viajando, en relación con usted, por ejemplo, a una velocidad muy cercana a c y otra nave espacial viajando, en relación con usted, a una velocidad muy cercana a c en la dirección opuesta, cada nave espacial medirá que la otra sea moviéndose a una velocidad un poco más cercana a c pero aún menos de c.

Usted, por otro lado, medirá las dos naves espaciales para acercarse juntas a casi 2c. Esto no se llama velocidad relativa, pero es una ‘velocidad de cierre’ y tiene un límite de 2c.

No, es la velocidad de la luz (“c”).

Si estoy en un tren, estoy parado en mi marco de referencia, mientras la tierra se mueve debajo de mí. Si el tren va a .9 c desde el punto de vista de alguien afuera, entonces desde mi punto de vista todavía estoy inmóvil mientras la tierra se mueve debajo de mí a .9c. Las cosas que se mueven cerca de la velocidad de la luz se contraen en longitud y se dilatan en el tiempo, por lo que la distancia a esa montaña más adelante se acorta, y el reloj en la montaña apenas se habrá movido para cuando llegue allí. Si pudiera moverme a la velocidad de la luz, entonces todas las distancias por delante de mí se contraerían a cero, y todos los relojes fuera de mi ventana se detendrían. Podría llegar a cualquier parte (que está en línea recta delante de mí) instantáneamente.

Pero una vez que llegue a mi destino, tendría que desacelerar y detenerme en relación con las cosas en ese lugar. Esa desaceleración afectaría mi reloj para que comience a grabar la hora local. Entonces, si empiezo a viajar en t = 0 local, desde mi punto de vista llegaré instantáneamente, momento en el cual mi reloj (después de desacelerar) registrará t = local (distancia dividida por c). Entonces, si c es de aproximadamente 300 millones de metros por segundo, y viajo unos 300 millones de metros, mi reloj indicará el paso de aproximadamente un segundo.

Es como teletransportarse desde California a Nueva York y restablecer su reloj a 3 horas de anticipación, excepto que cuando se teletransporta de regreso tiene que configurar su reloj de nuevo.

Entonces, todo eso significa que dos fotones no se cruzan y se dicen a sí mismos “Oye, ese otro fotón va dos veces más rápido que la luz”. Desde su punto de vista, no pueden notarse mientras pasan porque su tiempo de viaje Fue instantáneo.

¿Y qué hay de dos trenes que se cruzan en .9c? Si estoy en uno, miro los marcadores de milla al lado de mi tren y noto que ya no están a una milla de distancia (porque las longitudes se acortan en la dirección del viaje). Entonces, para ir a lo que es para mí una milla real, podría tener que golpear dos o tres de esos marcadores de millas (o más bien tendrían que pasarme, ya que desde mi punto de vista estoy quieto). Luego miro el otro tren y noto que me pasa más rápido que los marcadores de milla, pero aún no 300 millones de mis metros por segundo. Podría calcularlo como .95 co o algo así. Nunca veo que algo pase más rápido que c, porque siempre uso mis medidores y mis segundos para medir.

Ese es el problema con la relatividad, maldita sea. Los dos protones se percibirán mutuamente que se mueven a c (la velocidad de la causalidad, a menudo llamada velocidad de la luz). No importa dónde se encuentre o qué tan rápido se mueva, nunca percibirá que algo se mueve más rápido que c.

Un experimento mental: tienes una nave espacial muy larga que viaja a 0.99c. En su interior hay un tren que va desde la parte posterior hasta la parte delantera de la nave espacial a 0.99c. Dentro de ese tren, enciendes una linterna desde la parte trasera del tren a través de una aspiradora a 1.0c. ¿Qué tan rápido viaja esa luz para un espectador externo? (0.99 + 0.99 + 1) c, casi 3c ¿verdad? La respuesta sigue siendo incorrecta c.

En realidad, si tuviera dos fotones en caminos exactamente opuestos entre sí, no se moverían al doble de la velocidad de la luz entre sí. Es muy complicado y no lo entiendo completamente, pero los efectos relativistas no permitirían que esto suceda.

No, no lo hay, pero te equivocas con el “dos veces”.

Dados dos fotones, uno que se mueve hacia el norte en c y otro hacia el sur en c , su velocidad relativa de aproximación no es 2 c, sino c .