¿Cuál es la velocidad del fotón a través de la cuarta dimensión x4?

Dejo esta respuesta aquí para beneficio de los demás.

Lo que queda claro del comentario a esta respuesta y sus comentarios en otras publicaciones es que el OP no está interesado en una respuesta. No está claro si el OP publicó la pregunta para popularizar su propia idea, si es un troll o alguien que solo quiere discutir.

Sin embargo, podría haber lectores interesados ​​en la pregunta, por lo que la respuesta permanece y ha sido editada con ese propósito.

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La pregunta no es válida.

El problema es que esa pregunta se basa en una comprensión incorrecta de la relatividad. Así que echemos un vistazo a algunos de los supuestos y dónde se desmorona el razonamiento.

La pregunta básica: “¿Cuál es, en su opinión, la velocidad del fotón a través de la cuarta dimensión x4?”

  • El primer error es que la pregunta supone que hay una 4ta dimensión particular, y que esta dimensión es el tiempo. El espacio-tiempo es de 4 dimensiones, pero no hay una sola dimensión que pueda ser reclamada como la 4ta. Afirmarlo sería una violación de la relatividad de la simultaneidad. Tomando el formalismo ADM, el espacio-tiempo puede descomponerse en una foliación 3 + 1, 3 dimensiones espaciales + 1 temporal, pero tales divisiones no son únicas y la dirección del “tiempo” es arbitraria. Básicamente, lo que un observador mide como un intervalo temporal, un observador diferente medirá un intervalo espacial.

“Maxwell / Einstein enseñan que la luz tiene la velocidad c a través de las tres dimensiones espaciales “.

  • Es cierto, en el sentido de que la velocidad de coordenadas en el espacio-tiempo de Minkowski es siempre el mismo valor de [math] c [/ math] en cada marco de referencia.
  • Falso, en Relatividad general, donde solo se mide la velocidad de coordenadas local como [math] c [/ math]. Por ejemplo, en el espacio-tiempo de Schwarzschild, la velocidad coordinada de la luz se puede expresar (trayectoria radial): [matemáticas] v = \ dfrac {dr} {dt} = \ pm \ left (1- \ dfrac {2m} {r} \ derecha) [/ matemáticas]

La relatividad nos enseña que la velocidad de cada objeto es c a través del múltiple espacio-temporal de cuatro dimensiones “.

  • Falso en general: detalles a continuación
  • Para objetos masivos en el espacio-tiempo de Minkowski tenemos [matemática] \ left \ | u \ right \ | ^ 2 = g _ {\ mu \ nu} u ^ \ mu u ^ \ nu = \ pm c [/ math]. El [math] \ pm c [/ math] proviene de la elección de la firma métrica y / o los intervalos de tiempo y vs.
  • Para objetos sin masa en el espacio-tiempo de Minkowski: [matemáticas] \ left \ | u \ right \ | ^ 2 = g _ {\ mu \ nu} u ^ \ mu u ^ \ nu = 0 [/ math]
  • Entonces vemos que la velocidad de cualquier objeto “a través del múltiple espacio-tiempo de cuatro dimensiones ” NO siempre es [matemática] c [/ matemática]. Esto no contradice el hecho de que la velocidad local de la luz siempre se medirá como [math] c [/ math].

“Si un fotón tiene una velocidad distinta de cero con respecto a la cuarta dimensión, entonces el # 1 o el # 2 arriba ya no serían verdaderos. Como # 1 y # 2 deben ser siempre verdaderos, un fotón debe permanecer estacionario en relación con la cuarta dimensión “.

  • Aquí es donde la pregunta se rompe por completo.
  • El problema esencial nuevamente es la suposición errónea de que hay una cuarta dimensión única. Sin embargo, si bien es cierto, ofrezco esto como una posibilidad para que la pregunta al menos pueda abordarse en un sentido significativo.
  • Considere una curva temporal [matemática] \ gamma [/ matemática] a través de algún punto [matemática] p [/ matemática] y sobre la cual se construye una hiperesuperficie espacial [matemática] \ Sigma [/ matemática], que define una superficie de simultaneidad. La normalidad de esta superficie a través de [matemáticas] p [/ matemáticas] luego define lo que el OP parece estar pensando es la dirección de la ” cuarta dimensión “. La pregunta podría plantearse: ¿Cuál es la proyección de la línea del mundo de un fotón en este vector normal (vector tangente a la línea mundial)?
  • RESPUESTA : No está definido.
    Las rutas en el espacio-tiempo se caracterizan por un parámetro afín, y aunque el tiempo apropiado, [math] \ tau [/ math], funciona bien como una parametrización afín de nuestra curva temporal [math] \ gamma [/ math], no tiene afinidad significativa La parametrización es posible para la línea de mundo nula.
  • No puede asignar intervalos entre líneas mundiales nulas y temporales.

“Como un fotón es estacionario en relación con la cuarta dimensión, rastrea y rastrea el movimiento de x4. La cuarta dimensión se mueve en c en relación con las tres dimensiones espaciales “.

  • No hay un sentido significativo en el que se pueda decir que una dimensión se está moviendo.

“El GR de Einstein nos enseñó que las dimensiones podrían doblarse, curvarse y moverse, y también lo hace dx4 / dt = ic”

  • Esto ni siquiera tiene sentido. Una dimensión es un grado independiente de libertad de la variedad.
  • La Relatividad general, el concepto de “flexión” se refiere a la no uniformidad del tensor métrico, específicamente, cómo el transporte paralelo de vectores alrededor produce resultados que difieren de la expectativa euclidiana.

Respuesta simple: c la velocidad de la luz.
Pero la cuarta dimensión, como supongo que quiere decir, es el tiempo simple en el sistema espacio-tiempo.
El espacio-tiempo es una forma de imaginar la relación entre el espacio y el tiempo, no más.
Entonces su pregunta no está del todo clara. Debería preguntar: ¿Cuál es la velocidad de un fotón y cómo mostrarlo en el espacio-tiempo (4 dimensiones)?
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La palabra velocidad tiene que ver con un cambio de ubicación. Movimiento desde el punto A al punto B. La velocidad es una cantidad de unidad de distancia por unidad de tiempo. Por ejemplo, 5 millas por hora.

El tiempo no es traslacional. No tiene unidad de distancia. Pero la tasa de cambio de tiempo es una velocidad. Una cantidad de unidad de tiempo por unidad de tiempo. Por ejemplo 5 segundos por segundo. Pero aún así, este concepto de segundos por segundo es engañoso. No estamos hablando de que el tiempo temporal fluya más rápido o más lento. Esto es ‘velocidad de trabajo en el área local’ si puedo acuñar una frase (leyes). Entonces ‘T’ en las ecuaciones debería ser T (leyes). Que describe la velocidad relativa en que una fuerza afecta a un punto. Similar a un tensor de elasticidad. Directamente relacionado con el desarrollo de procesos físicos en una ubicación determinada. No debe confundirse con la progresión del tiempo.

Para mí, la relatividad tiene que ver con un cambio en la progresión de un evento físico en un lugar en particular en comparación con la progresión normal de ese mismo escenario que sucedería en un marco vacío y no acelerado.

Hay una sutil diferencia. Estoy sugiriendo que las condiciones físicas de los lugares pueden ser diferentes. Todos los objetos en el mismo escenario (condiciones físicas) comparten las mismas leyes de la física.

Los fotones no experimentan la cuarta dimensión, que es el tiempo t = 0, y su velocidad en las tres dimensiones es 299 792 458 m / so la velocidad de los fotones / luz o 299 792 458 ~ 300 000 000.

La cuarta dimensión sería el tiempo, que se mezcla con las dimensiones espaciales por relatividad. A medida que la luz pasa un segundo en el tiempo, pasa un segundo en el espacio. Lo cual es solo otra forma de decir que la luz va a la velocidad de la luz.

La cuarta dimensión no existe. Es una construcción hipotética, que no existe como una medida de la distancia, por lo que una propiedad de velocidad no es aplicable.