¿Puede explicarme en términos simples, por qué un objeto con masa que viaja a 99.9999% de la velocidad de la luz tiene una gran cantidad de energía, mientras que un artículo hipotético con masa que viaja a la velocidad de la luz (solo 0.0001% más) tiene energía infinita ?

Eso es todo en las matemáticas y aquí la naturaleza sigue a las matemáticas y las matemáticas siguen a la naturaleza, siendo ambas la verdad … Usted ve que se sabe que la velocidad de la luz es el límite máximo de la naturaleza. Como sabrán, la masa de una partícula o un objeto aumenta con su velocidad, especialmente significativamente cuando se acerca a la velocidad de la luz. La masa aumenta rápidamente cuando v está muy cerca de c y se acerca infinitamente masiva muy rápido a medida que se acerca a c con múltiples signos decimales como usted ha mencionado. Ahora, dado que la masa aumenta enormemente, la energía requerida para mantener la masa enormemente aumentada en movimiento también aumenta enormemente. La masa se acerca al infinito a medida que v se acerca más y más a c. Estoy hablando de, digamos, 99.99999999999% o incluso más decimales. Todo es predecible a partir de la ecuación relativista de Einstein para la masa que surge de su teoría especial de la relatividad, que es la siguiente: M = m / (1 – v ^ 2 / c ^ 2) ^ 1/2, donde m es la masa restante, M es la masa relativista a la velocidad v, v es la velocidad de la partícula u objeto, y c es la velocidad de la luz. La elegancia y simplicidad de esto es que a medida que v ^ 2 / c ^ 2 se acerca a 1, (1 – cerca de 1) en el denominador debajo del signo de raíz cuadrada se acerca a cero, y la raíz cuadrada de casi cero será aún más pequeña, y m / (cerca de cero), se acercará a la masa infinita, y si teóricamente consideras que v es igual a c, entonces la masa infinita verdadera resulta, cuando se convierte matemáticamente en ‘m / 0’, donde cerca de cero o cero está en el denominador … En matemáticas regulares, cualquier número sobre cero se considera indeterminado, ya que las cantidades infinitas no se tratan en matemáticas diarias, pero en su representación más avanzada denota cantidad infinita a medida que el denominador se acerca a cero y se convierte en cero … La masa infinita requerirá energía infinita , lo que no puede ocurrir para conducir una masa infinita en la naturaleza … ya sea natural o artificialmente, ya que eso será imposible claramente … Por lo tanto, no es posible alcanzar la velocidad exacta de la luz, pero uno puede acercarse más y más teóricamente. Debo mencionar que estamos siglos atrás, alcanzando incluso el 1% de la velocidad de la luz con nuestra relativamente primitiva tuerca y perno y nuestra tecnología de propulsión ordinaria. Un aspecto interesante de todo el asunto es que, debido a la naturaleza matemática de la ecuación anterior, cada lugar decimal tiene un alto significado y factores en el aumento de masa y el requerimiento de energía. La ecuación relativista para el requerimiento de energía es similar a la ecuación de masa relativista y es la siguiente: E = e / (1 – v ^ 2 / c ^ 2) -1/2, donde e es la energía en reposo, E es la energía relativista a la velocidad v. Como puede ver, E se acercará al infinito con cada decimal, y puede continuar acercándose más y más al infinito verdadero como acercarse a una asíntota. Esto significa una masa matemática cada vez más inmensa con cada golpe de otro lugar decimal más cerca de c, y todavía no alcanza el verdadero infinito hasta que v sea exactamente lo mismo que c, lo que impide el logro de la velocidad de la luz debido a la evolución de la necesidad de masa relativista infinita. energía infinita para sostenerlo a velocidad c … Es por eso que parece ser un desafío para la mente mirarlo en su ‘valor nominal’ … Kaiser T, MD.

BZZZTTT !!! Alerta de premisa falsa!

En realidad, hay dos premisas falsas aquí, cualquiera de las cuales es suficiente para dejar la pregunta sin sentido:

1. Nada tiene energía infinita. Los infinitos reales no existen en la naturaleza.
2. Nada con masa puede viajar a la velocidad de la luz. Se necesitaría energía infinita para acelerar [1] cualquier cosa con masa de reposo positiva a esa velocidad, para lo cual me remito al punto 1 anterior.

Notas al pie

[1] Velocidad de la luz – Wikipedia

Considere la función f (x) = 1 / x. Para x positivo, a medida que baja, f (x) se hace más y más grande.

Considere f (10) = 0.1, yf (9) = 0.111 …, entonces parece que disminuir x en 1 le da un magro “salto” en f (x) (de 0.1 a 0.1111 ..)

Pero, ¿qué pasa con f (0.01) yf (0.0001)? Aquí disminuyo x en una pequeña cantidad (en 0.099). Recuerde entre f (10) yf (9), ¿cómo la disminución de x en 1 nos dio un pequeño salto? ¿Cuánto de un salto nos daría una disminución de x en 0.099 aquí?

Bueno, f (0.01) es 100, yf (0.0001) es 10000. ¡La disminución de x en una pequeña cantidad (en comparación con nuestra situación original) en realidad causó que x aumentara en un factor de 100!

El objetivo de esta demostración es convencerlo de que “solo 0.0001% más” puede causar consecuencias drásticas cuando se habla en regiones cercanas a las singularidades.

Te has dado cuenta de que poner v = c no tiene sentido en relatividad especial. Eso refleja el hecho de que la oración, “una masa que viaja a la velocidad de la luz” contiene una contradicción lógica con la relatividad especial.

Contradice el postulado de que todos los observadores ven la misma velocidad para la luz en el vacío. Una masa que viaja a la velocidad actúa como un observador y, a la velocidad de la luz, observaría la luz como estacionaria y al mismo tiempo se alejaría rápidamente. Esto es una contradicción.

Eso significa que la pregunta no tiene sentido.

Un pequeño ajuste puede ayudar … podrías preguntar cómo es que la energía cinética de un objeto diverge a medida que su velocidad relativa se aproxima a la velocidad de la luz.

La respuesta es que así es como funciona la geometría en nuestro Universo. Es como preguntar por qué la suma de los ángulos interiores de un triángulo llega a 180 grados (en un espacio plano). Esa es la regla.

Las matemáticas que se ajustan a la regla tienen una singularidad cuando v = c. La singularidad refleja el hecho de que v = c es una contradicción lógica: entonces obtienes tonterías cuando la usas.

Porque cuando un objeto se está moviendo, solo tiene la misma cantidad de energía que se le puso para que se mueva. Si un objeto estuviera viajando a 99.9999% c, tendría una enorme masa y energía potencial para cuando impacta un planeta o materia. Solo algo sin masa puede ir a la velocidad de la luz. Si la masa pudiera ir a la velocidad de la luz, tendría energía infinita porque tomaría energía infinita para empujarla tan rápido.

¿Conoces un poco de álgebra?

Bueno. Aquí hay una analogía simple:

Considera la función

Cuando x es igual a .999999, el valor de la función es

Pero cuando x = 1, el valor de la función es

La energía ganada por la masa no va en proporción a la velocidad. Es decir, duplicar la velocidad aumenta la energía cinética del objeto muchas más de dos veces.

La energía cinética de un objeto que se mueve a cualquier velocidad está dada por la fórmula de la Relatividad Especial a continuación.

v es la velocidad de los objetos.

m0 es la masa de los objetos cuando está en reposo en relación con el observador.

En v = c, el término debajo de la raíz cuadrada es infinito. Es por eso que la energía cinética de un objeto masivo sería infinita, si se moviera a la velocidad de la luz, c.

Cuando la velocidad del objeto, v, es pequeña en comparación con c, la fórmula anterior se reduce a la conocida, Newtoniana K = 1/2 x m0 xv ^ 2.

La expresión newtoniana para la energía KInetic es una muy, muy buena aproximación a la ke real dada por la expresión relativista especial.

Similar a algunas otras respuestas, se requiere una cantidad infinita de energía para acelerar el objeto a la velocidad de la luz, que es solo otra forma de decir que en realidad no se puede alcanzar la velocidad de la luz. O estás a la velocidad de la luz (fotón) o no (roca). Si no estás a la velocidad de la luz, entonces no puedes llegar allí.

La energía relativista total de una partícula de masa [matemática] m [/ matemática] que se mueve a velocidad [matemática] v [/ matemática] es [matemática] E = {mc ^ 2 \ over \ sqrt {1 – v ^ 2 / c ^ 2}} [/ matemáticas].

Si no considera esos “términos simples”, no comprenderá ninguna otra explicación.

Si examina el ítem AC en el enlace a continuación, verá que la ecuación de Einstein para mostrar v

https://reddit.com/r/EinsteinBoo …

Porque así es como el universo impone el límite de velocidad cósmica. Agregar ese 9 adicional a tu velocidad requiere exponencialmente más energía. No necesita aplicar la policía de tránsito.

El aumento de energía no es lineal, sino una curva exponencial con una asíntota vertical en x = 100.