¿Puede la luz acelerar?

Seamos claros sobre esto desde lo más básico. Definimos la aceleración de un cuerpo, viajando en un marco inercial como la tasa de cambio temporal de la velocidad de ese cuerpo.

En términos generales, la aceleración no se puede experimentar. Lo que realmente experimentas es la fuerza contraria producida por esa aceleración. Por ejemplo, la tierra te está acelerando a 9.8 m / s ^ 2 hacia abajo, pero solo puedes sentir eso porque el suelo está proporcionando una reacción normal, a tu aceleración hacia abajo.

Volviendo a la luz, puede experimentar aceleración. Por ejemplo, es posible que desee buscar en lentes gravitacionales. Lo siento, por decepcionante que sea, la velocidad de la luz nunca puede acelerarse, aunque sí lo hace.

Ahora, ¿cómo cambia la velocidad de la luz? Según la relatividad general, un objeto de masa pesada curva el espacio-tiempo de 4 dimensiones a su alrededor. Entonces, un fotón, que atraviesa una geodésica particular, cambia su dirección.

Lo que significa que cambia su velocidad y acelera. Pero no debe entrometerse con la velocidad de la luz. ¡Dos cosas diferentes!

Espero eso ayude.

Según la teoría general de la relatividad, la luz también se ve afectada por la fuerza gravitacional. Por lo tanto, cuando una luz pasa cerca de un agujero negro (que es súper denso y tiene un campo gravitacional fuerte cerca), la luz se inclina hacia el agujero negro. La velocidad de la luz no aumenta, pero su dirección cambia. Dado que la aceleración es un vector con magnitud y dirección, podemos decir aquí que la luz se acelera debido a la fuerza gravitacional ejercida por el agujero negro.

La velocidad y la magnitud de la luz pueden cambiar cuando la luz pasa de un medio material a otro. Este es un caso de aceleración debido a los índices de refracción de los materiales.

La aceleración es, por definición, el cambio de velocidad, que es una cantidad vectorial compuesta de una magnitud y dirección. Si cambia la magnitud o la dirección, podemos decir que un objeto está acelerando.

En el caso de la luz, su velocidad (magnitud) siempre será una constante [matemática] c = 3 * 10 ^ {8} [/ matemática] m / s en el vacío. Si una persona disparara un láser a través de diferentes medios (pasar de una aspiradora a agua, de agua a aire, de aire a aspiradora, etc.), estos cambios darían como resultado que la luz disminuya y se acelere a medida que pasa a través de cada medio, que sería un cambio efectivo en la magnitud de la velocidad.

[matemática] v = \ frac {c} {n} [/ matemática], donde n es el índice de refracción del medio.

También hay situaciones en las que la luz encuentra un objeto masivo que dobla su trayectoria (es decir, un agujero negro). Esto cambia la dirección de su vector de velocidad y también se consideraría aceleración.

No siempre a un valor mayor que C – Pero la luz se ‘ralentizará’ cuando se pasa de un medio menos denso a un medio más denso, luego se ‘acelerará’ cuando se pase del medio denso a un medio menos denso, aunque este cambio en la velocidad es relativo a nosotros En relación con ‘su propia referencia de vista’, no cambia la velocidad, creo.

Cuando la luz se acerca a un objeto con una gran atracción gravitacional, su velocidad permanece constante (es decir, sin aceleración) y un aumento en la energía cinética resulta en un aumento en la frecuencia de la luz.

Espero que esto ayude.

Si y no; esto dependerá de cómo quiera verlo.

El no elemento proviene de la velocidad observable de la luz para que cada observador sea constante, lo que eliminaría la posibilidad de que la luz pueda acelerar.

Ahora viene lo interesante de la luz, si un observador acelera la luz en relación con ese observador también debe acelerar, a la misma velocidad, de lo contrario, la velocidad de la luz en relación con el observador no sería constante. Entonces la luz se acelera.

Ok, traigan a otro observador, y en lo que a ellos respecta, con su velocidad constante de luz, la velocidad de la luz de los primeros observadores sigue siendo la misma velocidad constante de luz. El hecho de que se vea de esa manera no confirma la velocidad de la luz, ya que es solo una observación de observadores.

Para tratar de dar sentido a este tiempo, se utilizan cálculos de dilatación y contracción de longitud. La cuestión es que la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud son una observación observable para el observador que solo observa los objetos en movimiento en relación con ellos. No es una realidad física, porque al eliminar a este observador, la distancia y la velocidad del observador original no cambiarán repentinamente.

Entonces, de alguna manera, la luz puede acelerar con el observador apropiado. Porque si el observador acelera, también debe hacerlo su luz.

Excelente pregunta

La respuesta debería, técnicamente hablando, ser sí. Por ejemplo, como la luz va desde la velocidad cero cuando una bombilla está en la “posición de apagado” y luego va a la velocidad máxima en la “posición de encendido”, esto satisfaría la definición de aceleración.

Pero como la luz es pura energía, no hay masa medible. Y sin masa, la aceleración es instantánea.

Y dado que la aceleración es instantánea y no se puede medir, técnicamente hablando, la aceleración de la luz es inexistente.

Entonces, para responder a su pregunta, “¿Puede acelerar la luz?” La respuesta es ambas: sí y no. La única forma de responder a esa pregunta es medirla. Entonces, hasta que haya instrumentación disponible para medir la aceleración de la luz que va de la bombilla a la pared, la respuesta es sí y no.

Ahora, lo que es realmente interesante es que este fenómeno es similar a la situación del gato de Schroeder donde el gato en la caja, ya que no sabes si el gato está vivo o muerto hasta que abres la caja, entonces está vivo y muerto.

Conclusión: la observación / medición es clave para la resolución de problemas. Y sin eso, solo puedes especular.

No, la aceleración no es aplicable a la radiación electromagnética. Los fotones se crean en un estado de movimiento. El movimiento es parte de ser un fotón.

Esta es la forma en que veo esto: tomemos por ejemplo un fotón de radio. Un fotón de radio es creado por una carga acelerada en una antena. Esta carga acelerada crea un campo eléctrico cambiante fuera de la antena y ese campo eléctrico cambiante (que induce un campo magnético cambiante, que induce un campo eléctrico cambiante … etc., etc., …) ya es el fotón en movimiento.

La respuesta simple es no. Debido a las limitaciones del espacio, ha alcanzado la velocidad máxima, ya que es solo energía sin masa. Piénselo así, un nadador solo puede nadar hasta una cierta velocidad en el agua como resultado de la fricción que el agua creará sobre ellos. Pero dado que nuestro espacio 4D es REALMENTE rígido, ese nadador deberá ser muy fuerte (tener mucha energía) y no tener masa para minimizar la fricción sobre ellos. Además, el medio que viajan en realidad sería menos como el agua y algo más comparable a la viscosidad de oobleck o miel.

No por sí mismo, sino que al interactuar con un medio puede cambiar de dirección y velocidad, como en la refracción de un prisma. El ejemplo de ser desviado y / o ralentizado por un campo gravitacional es más problemático. Desde el punto de vista de un observador distante, la luz se desvía y tarda más (se ralentiza) de lo esperado en las coordenadas del observador que son inerciales en el infinito. Pero la luz sigue una geodésica, que es un camino localmente no acelerado en el espacio-tiempo.

No. La luz no está hecha de masa. La luz no está hecha de partículas, aunque muestra bajo ciertas condiciones algunos aspectos como las partículas. La luz es una energía pura hecha de ondas. Cualquier tipo de olas no acelera ni disminuye la velocidad. Las ondas solo se forman / emiten o destruyen / absorben. Entre estos dos estados se propagan a una velocidad constante típica dependiendo también del medio en el que se extienden.

La luz es más lenta cuando pasa a través de un material transparente homogéneo, pero creo que no es correcto decir que se desacelera o acelera (cuando entra o sale) porque el cambio es empinado e inherente, la luz no es empujada por una fuerza ejercida sobre él. Sin embargo, si el universo se expande, es probable que la luz se acelere imperceptiblemente para evitar algunas paradojas objetivas. Este tipo de cambio en la velocidad de la luz no afecta la relatividad. Hoy conocemos la velocidad de la luz con la precisión de unos diez dígitos en km / seg.

No, siempre se mueve a “c” – 3E8 m / s. Esto es fundamental para gran parte de la física del siglo XX, y tan importante que Einstein hizo la mitad de sus postulados sobre la relatividad: “La velocidad de la luz es la misma en todos los marcos de referencia”.

La mayoría de los físicos te dirán que no puede. Sin embargo, utilizando haces de momento angular orbitales, he concluido en mi trabajo [1] que es posible.

Se sabe que los haces de luz OAM viajan más despacio (el frente de onda es más lento) [2]. Mi idea de que estas ondas pueden acelerar bajo la gravedad pero nunca alcanzar c.

Haz de luz de momento angular orbital bajo gravedad [1]

Los físicos han encontrado una manera de ralentizar la luz al ‘torcerla’ [2].

La luz cambia su velocidad de propagación cuando se mueve a través de diferentes medios, pero no es impulsada por alguna fuerza exterior para ir más rápido. La idea clave para entender lo que la gente comenzó a descubrir acerca de la aceleración comenzando con Newton y quizás otros en ese momento es que f = m a. Entonces a = f / m, y eso significa que lo que los físicos entienden sobre la aceleración es que es el resultado de alguna fuerza que actúa sobre alguna masa.

Cuando recién comenzaba la física, traté de comprender qué podía hacer que la luz se fuera. Me imaginé que había algo a nivel atómico que era como un cañón o un bate de béisbol que podría tomar una partícula de luz y dispararle al mundo. Entonces me pregunté si alguna luz que ya estaba en movimiento podría pasar por este tipo de aceleración, lo que sea que sea, y así aumentar su velocidad. Nunca entendí lo que produce luz hasta décadas después de salir de la universidad.

En un sentido, no. La luz siempre parece viajar a la misma velocidad, c. Al menos localmente. La luz que pasa a través de un pozo de gravedad puede parecer que viaja más lentamente (retraso de Shapiro), pero esto se debe a que la luz viaja a una velocidad constante a través del espacio que se ha estirado … un pozo de gravedad tiene / está dilatado el espacio-tiempo.

En cierto sentido, sí. La luz “acelerada” porque se emite desde una fuente aceleradora o la luz que baja cuesta abajo en un pozo de gravedad aumenta la energía. Este aumento de energía y de impulso no corresponde a un cambio en la velocidad sino a un cambio en la frecuencia.

Sí, en el sentido de que puede cambiar la velocidad al pasar de un medio a otro. Sin embargo, su velocidad está determinada por el medio en el que viaja, por lo que no puede acelerar independientemente de eso.

Gracias por A2A

Esto ayudará.

La velocidad de la luz en el espacio es constante, sin importar desde dónde la vea o qué tan rápido vaya en relación con ella (en este caso, hay un cambio de amplitud que no se traduce en un cambio de velocidad). La luz reduce instantáneamente su velocidad al pasar por un medio como el vidrio y reanuda instantáneamente su velocidad anterior al salir. No hay ralentización ni aceleración.

No, no puede acelerar. Nace moviéndose en c, y se mueve en c hasta que es absorbido.

La gravedad NO afecta la luz, la gravedad es solo la forma del espacio-tiempo. La luz sigue el camino más recto posible a través del espacio-tiempo, ya sea que el espacio-tiempo sea curvo o no. Entonces NO es acelerado por la gravedad. Siempre se mueve en c localmente.