No Según la relatividad especial, ninguna partícula física o información puede viajar con una velocidad mayor que la velocidad de la luz. ¿Por qué?
Cuando se formularon las ecuaciones de Maxwell, surgió un problema. Contenían una cierta constante [matemáticas] c [/ matemáticas], que resulta ser la velocidad de la luz. De acuerdo con el principio de relatividad galileano, la física (newtoniana) tiene que ser la misma en todos los marcos inerciales (sistemas de coordenadas cartesianas donde se encuentra el primer axioma de Newton). Esto significa que las ecuaciones que describen las leyes físicas deben tener la misma forma, sin importar en qué sistema inercial formule esta ecuación. En la física newtoniana, las transformaciones que transforman un marco inercial en otro se llaman transformaciones galileanas .
El problema es que la ecuación de onda (que describe las ondas electromagnéticas, por ejemplo, la luz), que se deduce de las ecuaciones de Maxwell y contiene la constante [matemática] c [/ matemática], no es invariable bajo una transformación galileana. ¿Como puede ser? Bueno, o existe un marco inercial distinguido en la naturaleza, de modo que la ecuación de onda toma esta forma particular solo en este marco particular , lo que sería muy extraño, o la ley de transformación es incorrecta.
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Resultó que la transformación correcta para transformar un marco inercial en otro son las transformaciones de Lorentz . Las ecuaciones de Maxwell son invariables bajo estas transformaciones. Por lo tanto, la ecuación de onda tiene la misma forma, independientemente del sistema inercial en el que escriba esta ecuación. La constante [matemática] c [/ matemática] en la ecuación de onda representa la velocidad de propagación de la onda. Pero dado que esta ecuación es invariable cuando se transforma en otro marco inercial, la luz se propaga con velocidad [matemática] c [/ matemática] en todos los marcos inerciales. Entonces, si estoy descansando en una estación de tren y mido la velocidad de la luz, y luego comparo mi medición con alguien que midió la velocidad de la luz mientras viajaba en el tren con velocidad constante a través de la estación de tren, estamos de acuerdo.
Entonces, cuando postulamos que las leyes de toda la física (no solo newtoniana, sino también de Maxwells) deberían ser las mismas, postulamos que la velocidad de la luz es una constante universal. Cuando trabajas con la transformación de Lorentz, en algún momento necesariamente llegas a la condición de que [matemática] \ izquierda | \ frac {v} {c} \ right | <1 [/ matemáticas], que significa | [matemáticas] v | <c [/ math], donde [math] v [/ math] es la velocidad de un marco de referencia inercial. Por lo tanto, ningún objeto físico (con masa) puede viajar con la velocidad de la luz o más rápido.
