No sé por qué la gente sigue haciendo esta pregunta … Bueno, sí sé por qué: es porque no saben sobre la teoría cuántica de campos. Aquí está la respuesta pegada de mi libro. Si no desea gastar $ 4.95 para leer la versión del libro electrónico, lea al menos el capítulo. 10 gratis aquí.
Por supuesto, la idea de que hay un límite de velocidad final parece absurda. Si bien la velocidad de la luz es muy alta para los estándares terrenales, la magnitud no es el punto; Cualquier tipo de límite de velocidad en la naturaleza no tiene sentido. Supongamos, por ejemplo, que una nave espacial viaja casi a la velocidad de la luz. ¿Por qué no puedes encender el motor de nuevo y hacer que vaya más rápido, o si es necesario, construir otra nave con un motor más potente? O si un protón está girando en un ciclotrón a una velocidad cercana a la de la luz, ¿por qué no puede aumentar su energía adicional y hacer que vaya más rápido?
Explicación intuitiva . Cuando pensamos en la nave espacial y el protón como hechos de campos, no como objetos sólidos, la idea ya no es ridícula. Los campos no pueden moverse infinitamente rápido. Los cambios en un campo se propagan de una manera “laboriosa”, con un cambio en la intensidad en un punto que causa un cambio en los puntos cercanos, de acuerdo con las ecuaciones de campo. Considere la ola creada cuando deja caer una piedra en el agua: la piedra genera una perturbación que se mueve hacia afuera ya que el nivel del agua en un punto afecta el nivel en otro punto, y no hay nada que podamos hacer para acelerarlo. O considere una onda de sonido que viaja a través del aire: la perturbación en la presión del aire se propaga cuando la presión en un punto afecta la presión en un punto adyacente, y no podemos hacer nada para acelerarla. En ambos casos, la velocidad de propagación está determinada por las propiedades del medio transmisor, aire y agua, y existen ecuaciones matemáticas que describen esas propiedades.
- Cuando una partícula elemental se acerca a la velocidad de la luz, ¿aumenta su masa debido a su mayor interacción con el campo de Higgs?
- Si alguien viajara más rápido que la luz durante un año, ¿envejecería más rápido que los demás?
- Sabemos que la masa no se puede crear ni destruir, entonces, ¿cómo varía la masa de un electrón cuando se acelera a la velocidad de la luz?
- ¿Cambiaría nuestra comprensión actual de la física si nuestro planeta se ubicara en el borde del universo en lugar de estar más cerca del centro?
- ¿Cuál es la probabilidad de que dos o más objetos desconocidos que viajan a la velocidad de la luz se muevan de manera similar a los electrones en un átomo que libera su energía infinita en el momento de la colisión creado el universo?
Los campos también se describen mediante ecuaciones matemáticas, basadas en las propiedades del espacio, y la constante c en esas ecuaciones determina la velocidad máxima de propagación. Si el campo tiene masa, también hay un término de masa que reduce la velocidad. Como todo está hecho de campos, incluidos protones y cohetes, está claro que nada puede ir más rápido que la luz. Como Frank Wilczek escribió:
Uno de los resultados más básicos de la relatividad especial, que la velocidad de la luz es una velocidad limitante para la propagación de cualquier influencia física, hace que el concepto de campo sea casi inevitable. – F. Wilczek (“La persistencia del éter”, p. 11, Physics Today, enero de 1999)
David Bodanis intentó hacer este punto de la siguiente manera:
La luz siempre será un salto rápido de la electricidad que sale del magnetismo, y luego del magnetismo que salta de la electricidad, y todo se aleja rápidamente de cualquier cosa que intente alcanzarlo. Es por eso que su velocidad puede ser un límite superior. – D. Bodanis ( B2000 , pág.50 )
Sin embargo, Bodanis solo contó parte de la historia. Es solo cuando reconocemos que todo, no solo la luz, está hecho de campos que podemos concluir que hay un límite de velocidad universal.
Ahora echemos otro vistazo a ese protón que gira en un acelerador, usando nuestras gafas de colores para visualizar los campos. Vemos el protón como una gota de enrojecimiento que rezuma (prefiero ese término a “saltar”), ya que la cantidad de enrojecimiento en un punto afecta el enrojecimiento en un punto vecino. El proceso es muy rápido según nuestras normas habituales, pero no es instantáneo. El protón no puede moverse más rápido porque las ecuaciones de campo ponen un límite a la rapidez con que puede exudarse el enrojecimiento.
