La característica más divertida de la física es que ofrece explicaciones variadas de los mismos eventos / fenómenos, que parecen inconsistentes entre sí, pero que son consistentes con los hechos observados. Hay dos formas de considerar la transferencia de energía por la luz: la famosa dualidad onda – partícula. En cualquier forma de pensar, la palabra “fricción” es inapropiada, aunque la explicación de por qué es inapropiada es diferente en las dos formas de pensar.
Si consideramos la luz como una onda, entonces la palabra “fricción” es inapropiada porque la fricción es una fuerza entre los cuerpos móviles en contacto entre sí. Aunque las ondas de luz se propagan a través del espacio, no hay movimiento físico. Hay un flujo de energía transportado por la onda, que se pierde en función de la distancia a lo largo de la dirección de propagación, pero el mecanismo no tiene nada que ver con la fricción. Un término correcto es “atenuación”. Jess H. Brewer ha descrito hábilmente mecanismos de atenuación.
Si consideramos la luz como partículas, es decir, fotones, entonces la palabra “fricción” es inapropiada, porque los fotones no pierden energía a medida que pasan a lo largo de la dirección de propagación. Más bien, cada uno avanza, cada uno con energía constante, hasta que se retira de la línea de propagación; algunos por dispersión como ha explicado el Dr. Brewer, una fracción más pequeña por absorción en el aire, y el resto que importa por absorción en la retina de un observador. La intensidad (proporcional a la amplitud²) de la onda discutida anteriormente es proporcional a la probabilidad de que cualquier fotón llegue a un punto específico antes de perderse del camino de propagación.
- Si una nave extraterrestre en movimiento a una velocidad cercana a la de la luz entrara en nuestro sistema solar, ¿podríamos detectar su paso utilizando alguna de nuestras tecnologías actuales? ¿Si es así, cómo?
- ¿Por qué la velocidad de la luz es cuadrada en la teoría de Einstein?
- Cuando telescopios como el Hubble reciben luz de una estrella distante (por ejemplo), ¿cómo calcula cuántos años luz está la estrella?
- ¿Por qué la luz no se considera importante si puedes sentir el calor de la luz?
- ¿Por qué no podemos alcanzar la velocidad de la luz?
Lo anterior es mecánica cuántica. Una característica de las ondas es que la atenuación reduce su amplitud pero no cambia su frecuencia. La mecánica cuántica nos dice que, debido a que la frecuencia de las ondas no cambia, la energía de cada partícula no cambia.
Cuando usamos el conocimiento adicional de la relatividad, aprendemos que los fotones no pueden perder energía, o hacer otra cosa, gradualmente, porque en su propio sistema de coordenadas no pasa el tiempo mientras se propagan de un punto a otro.
La propagación de la luz se explica por las ecuaciones de Maxwell. Aunque los resolvió en el siglo XIX, son consistentes con la relatividad y la mecánica cuántica.
