Se puede pensar que el universo existe en un medio espacio-temporal de cuatro dimensiones y que consta de dos entidades, materia y energía. Mediante su acoplamiento al campo de Higgs, las partículas adquieren masa, que debe tener velocidades relativas menores que la velocidad de la luz (que se muestra a continuación). La energía pura (no asociada con la masa) está incorporada en la radiación, y solo conozco dos formas de radiación: la electromagnética y la gravitación, y ambas se propagan a la velocidad de la luz (c) porque ambas son de masa cero (El fotón y el hipotético gravitón). Resulta obvio que no hay nada que no sea importante que viajaría a menos de c considerando el factor Lorentz,
m (v) = m (0) / sqrt (1 – (v / c) ^ 2) y resolviendo para v: v = c * sqrt (1 – (m (0) / m (v)) ^ 2),
donde m (v) es la masa total o relativista (generalmente denotada como m (subíndice (r))), m (0) es la masa en reposo (masa a velocidad cero) yv es la velocidad de la partícula u objeto de interés. Cualquier cosa en movimiento, incluida la radiación que se propaga a través del espacio, debe tener un valor de energía distinto de cero. Esta energía, dividida por c ^ 2, es m (v) e incluye su masa en reposo, como se indica en el factor de Lorentz anterior, por lo que m (v) es una función tanto de m (0) como de v. a la derecha, resolviendo para v, es fácil ver que, si m (0) = 0, es decir, masa en reposo cero, entonces v DEBE ser igual a c, ya que la cantidad en la raíz cuadrada va a 1.0 cuando m (0) = 0 (ym (v) debe ser distinto de cero). Por lo tanto, cualquier cosa que no sea materia, es decir, que tenga m (0) = 0, debe moverse a la velocidad de la luz y no más lentamente. Como esto parece estar en contraste con la otra respuesta dada, los rayos gamma de alta energía que no son fotones son de hecho partículas cargadas relativistas extremas (protones o electrones), que viajan muy cerca de c y, por lo tanto, tienen tiempos de llegada un poco detrás de los fotones, si vinieron de un evento astrofísico común. Estas partículas pueden acelerarse mediante campos eléctricos interestelares y adquirir energías cinéticas muchas veces su masa en reposo, por lo que su velocidad difiere de c en una pequeña fracción.
- ¿Qué pasaría si lanzáramos una carga útil de masa crítica de anti-uranio 235 en la Luna al 99.9% de la velocidad de la luz?
- Si estuviera en una nave espacial viajando infinitamente cerca de la velocidad de la luz y disparara un arma, ¿la bala viajaría más rápido que la luz?
- ¿Puede la luz ser materia?
- ¿Hay regiones oscuras y profundas del universo que están absolutamente desprovistas de materia durante millones de años luz?
- ¿Por qué cambia la dirección de la luz en diferentes medios?