¿Es posible superar la velocidad de la luz? ¿Incluso si es en teoría?

La radiación de Hawking sigue siendo solo radiación tal como la conocemos. No excederá la velocidad de la luz, porque es luz (radiación) y, por lo tanto, tiene la velocidad de la luz misma.

EDITAR: Dado que mi respuesta se fusionó con la pregunta ‘¿Es posible superar la velocidad de la luz?’, Aclararé un poco más.

Si simplemente asumimos que la Teoría de la Relatividad de Einstein es correcta, entonces no. La teoría se basa en dos postulados, uno de los cuales es que hay una velocidad máxima de información en nuestro universo. El segundo postulado nos dice que todos los marcos de referencia intertiales (= marcos con cierta velocidad constante o sin velocidad, que es la misma o relativa en nuestra Teoría de la Relatividad ) experimentan las mismas leyes de la física. Si combinamos esos dos postulados, obtenemos que la velocidad máxima de información (primer postulado) debe ser la misma en cada cuadro inercial (segundo postulado), y dado que la luz no tiene masa y, por lo tanto, tiene que moverse a esta velocidad máxima de información (no masa en reposo para que no haya marco de descanso), la velocidad de la luz será la misma en cada marco de referencia.

Hemos probado exhaustivamente la Teoría de la relatividad de Einstein y siempre resultó ser correcta, o al menos con gran precisión y en circunstancias en las que dice ser cierta. Entonces, si suponemos que la teoría de Einstein es todo lo que hay que hacer, la estación final, por así decirlo, entonces no se puede exceder la velocidad de la luz, porque el primer postulado lo prohíbe. Si tuviéramos que usar velocidades mayores que la velocidad de la luz (= c) en nuestros cálculos, terminaríamos con números imaginarios y realmente no sabemos cómo interpretarlos en este contexto (sin embargo, los números imaginarios son muy real e importante, solo que no es realmente práctico en este caso, que yo sepa).

Sin embargo, existen teorías que predicen la existencia de los llamados taquiones , partículas que viajan a velocidades más altas que la de la luz. A menudo aparecen en teorías de cuerdas, pero en su mayoría son una señal de que algo es incorrecto o está incompleto con nuestra teoría, una señal de advertencia que no se puede ignorar, porque queremos mantener firmemente nuestra Teoría de la Relatividad (la teoría de las cuerdas es, después de todo, un intento de casar la Relatividad General y la Mecánica Cuántica).

Además de los taquiones, una gran proporción de nuestro universo se aleja de nosotros con velocidades mayores que la de la luz. La razón aquí es la expansión (acelerada) de nuestro universo. Cuanto más lejos de nosotros, más rápido se expande el universo, y a cierta distancia el universo comienza a expandirse tan rápido que la expansión excede la velocidad de la luz (esto no significa, por cierto, que la luz a esa distancia no puede alcanzar nosotros más, pero si desea obtener más información sobre ese curioso hecho, hay un fantástico artículo de Davis & Lineweaver al respecto). ¿Pero no acabo de argumentar que no podríamos superar la velocidad de la luz, dada la Teoría de la Relatividad? ¿Esto significa que hay necesidad de una nueva teoría? Para resolver esta aparente paradoja, tenemos que darnos cuenta de que la velocidad de la luz es solo la velocidad máxima localmente , por lo que nunca habrá información que viaje más rápido que c localmente (lo que significa en una región estrecha del espacio alrededor de un punto), pero dado El hecho de que el espacio se expanda en todas partes, en cada punto local de nuestro universo, tenemos una acumulación de esas velocidades que al final excede c desde nuestro punto de vista . Si todo esto parece un poco confuso, no se preocupe. Te aconsejaría que tomes algunas lecciones introductorias en Relatividad y Cosmología, eso aclarará mucha confusión. Espero que esto ayude.

En teoría, claro, con Relatividad Especial. Simplemente no en la realidad.

Hay muchos físicos de renombre que han ideado muchos experimentos de gran pensamiento que demuestran métodos de realización, pero lamentablemente en el ámbito de la realidad simplemente no es posible. Incluso lo posible (% 99.9999- de c) se acepta como generalmente inalcanzable para la masa por la gran cantidad de energía que se requeriría para lograr esto, y la fuerza de la masa debía acelerarse como tal.

La energía requerida para acelerar la masa a c es graficada especialmente por el factor de Lorentz.

A medida que la velocidad se acelera hacia c, la energía se mueve hacia ∞. Si bien entendemos que la idea de la energía infinita es imposible en física, hace que la masa de c no pueda obtener la velocidad de la masa.

Donde la Relatividad Especial entra en juego para hacer posibles las teorías sobre esto es la capacidad de doblar el espacio-tiempo. Mover un objeto de un punto en el espacio a otro, sin que el objeto se mueva realmente. Simplemente doblando la tela del espacio alrededor del objeto. De ahí la relatividad de la simultaneidad. La idea de que la distancia entre dos puntos es mayor que el tiempo entre ellos multiplicado por c.

Esta pregunta sigue dando vueltas, aunque la respuesta se conoce desde hace más de un siglo. Una respuesta de todos modos. La complicación es que ha sido respondida al menos dos veces. Las fuentes son la relatividad especial de Einstein (1905) y la cosmología moderna, también conocida como la relatividad general de Einstein (1915), extendida por modelos de solución a lo largo de los años, por mapeo de radio del cielo desde 1965 hasta el presente, y por el telescopio Hubble.

La respuesta corta: en el “espacio inercial local” ningún objeto masivo puede moverse tan rápido como el fotón más malo, v = c.

(La gente se divierte escribiendo el número, c = 299 792 458 metros por segundo. El comité del SI certificó los nueve dígitos definiendo “metro” en términos de la distancia recorrida por la luz en un segundo; es decir, la velocidad es constante por definición, no se necesitan experimentadores entrometidos).

Einstein demostró que c como límite de velocidad se deriva de principios básicos: la fuerza necesaria para acelerar una partícula masiva cualquier cantidad aumenta sin límite a medida que la velocidad se aproxima a la de la luz. Nunca puede ser suficiente para llegar allí.

Pero la teoría (relatividad especial) se aplica solo a la medición dentro de sistemas inerciales en movimiento relativo uniforme: sin aceleración, sin gravedad. En cosmología, las reglas son diferentes. En particular, el movimiento bajo la gravedad, o bajo la expansión del espacio, no utiliza un mecanismo de “fuerza”, mucho menos el de Newton F = ma.

En cosmología, los marcos de referencia útiles no están en movimiento relativo uniforme. Más bien, para cualquier distancia D de nosotros (o de cualquier observador) hay una “tasa de caída libre” para galaxias comoving, v = Hd, el resultado válido, en la métrica de Lemaître (o “Friedmann” o “Robertson-Walker “), para todos los valores de d, incluso aquellos para los que v> c. Las galaxias que se mueven más rápido que la luz incluyen incluso algunas visibles para nosotros ahora, con un desplazamiento al rojo de z> 1.4, esencialmente aquellas más allá de 13.7 mil millones de años luz (4.2 Gpc).

Aquí aislemos este problema a la velocidad de la luz misma y dejemos de lado otras cosas como marcos de referencia, observadores, espacio-tiempo o espacio y tiempo por el momento. Necesitamos un poco de simplicidad aquí.
Porque bajo esa velocidad, su estructura puede permanecer en un estado termodinámicamente estable óptimo que se ajusta al principio de eficiencia. Un fotón existe en un estado dinámicamente equilibrado de oscilación entre las existencias de fase de onda y fase de partículas. La naturaleza no tiene otras formas de mantener estable la estructura de un fotón. Y solo tiene una capacidad limitada de autoajuste para adaptarse a diferentes condiciones de energía en su estructura, al cambiar la frecuencia, convertir la energía del momento en energía de vibración y viceversa. Pero la amplitud y frecuencia de la vibración tienen una limitación: sobre el límite superior o inferior, este fotón no puede mantener estable su estructura, puede convertirse en otra cosa. Aquí podemos ver que solo puede usar la flexibilidad de su existencia de fase de onda para ajustar su estado de existencia para mantenerlo estable, pero su existencia de fase de partículas no tiene esta flexibilidad. Es un proceso de transformación de masa sin energía de fricción donde: Energía de fase de onda E = energía de fase de partículas el momento p. mientras que p = mv. Por lo tanto, la velocidad v que da la energía de momento p a la masa m de la existencia de la fase de partículas debe limitarse a un cierto valor para permitir que E esté en un rango de valor limitado para mantener la estabilidad estructural de este fotón debido a la rigidez de la m misma es partícula y tiene su propia estructura y eso no se puede cambiar sin que se convierta en otra cosa. La rigidez de m determinó la rigidez de v. Cuando m es rígido, el ajuste solo se puede organizar entre E y v. Entonces, cuando este fotón obtiene un arrastre que extrae su energía, E convierte parte de su energía de vibración en el momento p para mantener la velocidad v y que hacen que su frecuencia baje cuando un impulso sobre este fotón le da más energía de impulso p, entonces esa energía extra se convertirá en energía de vibración E que aumentará su frecuencia.
Entonces, la conclusión es: la luz tiende a mantener su velocidad constante debido a que su existencia en fase de masa es una forma de existencia rígida – partícula que tiene una estructura para mantener, mientras que la existencia de fase de onda solo tiene una capacidad limitada para ajustar las condiciones de energía en el proceso . La materia tiende a permanecer en un estado termodinámicamente estable, razón por la cual la luz tiende a mantener su velocidad constante.

Absolutamente puede, ya que los físicos han ralentizado la luz hasta arrastrarla e incluso hacer que se detenga por completo en algunos medios experimentales. Puede pasarlo incluso a velocidad de marcha en algunos casos.

Luz, que normalmente viaja 240,000 millas desde la Luna hasta
Tierra en menos de dos segundos, se ha ralentizado a la velocidad de un
minivan en tráfico de hora punta: 38 millas por hora.

Un estado de la materia completamente nuevo, observado por primera vez hace cuatro años, tiene
Hizo esto posible. Cuando los átomos se empaquetan muy de cerca
juntos a temperaturas muy bajas y al vacío muy alto,
pierden su identidad como partículas individuales y actúan como una sola super-
átomo con características similares a un láser.

Tal medio exótico puede ser diseñado para reducir la velocidad de un haz de luz 20
millón de veces de 186,282 millas por segundo a un pokey 38 millas por año
hora. [1]

El calificador que falta en su pregunta debería ser “la velocidad de la luz en el vacío” … esa es realmente la única medida que cuenta y la respuesta es que no … no podemos.

Esto se debe en parte al hecho de que no sabemos por qué la velocidad de la luz en el vacío es la velocidad que es. Es una constante que no puede derivarse de la teoría, solo medirse. Entonces, realmente no sabemos mucho al respecto y cómo se interrelaciona con otras características de nuestro universo. No sabemos cuáles son las restricciones que definen la velocidad de la luz.

Notas al pie

[1] Físicos Velocidad lenta de la luz

Es imposible, porque requeriría una inmensa aceleración sostenida continuamente, pero a medida que un objeto se acercara a alcanzar una velocidad de la luz, cesarían las interacciones que mantenían el objeto intacto. Incluso lograr la velocidad de la luz en sí misma significa que el objeto en cuestión se convierte en un haz de luz en su totalidad, lo que significa que no es posible acelerar, desacelerar ni ninguna otra interacción con él.

La “velocidad de la luz” es la abreviatura de la velocidad “c”, el símbolo más utilizado para describir la constante de proporcionalidad entre el desplazamiento espacial y el desplazamiento temporal.

Es difícil encontrar luz que “viaje a la velocidad de la luz”. ¿Y qué quieres decir con viaje? Eso hace una gran diferencia. En un sistema de coordenadas arbitrario, como el que está ocupando actualmente frente a la pantalla de su computadora, la mayoría de la velocidad de fase de la luz va más rápido que c en cualquier dirección de coordenadas dada.

En lugar de tomar toda esa iluminación natural que encontramos con mayor frecuencia en la naturaleza, que va demasiado rápido y va en contra de lo que todos saben sobre la luz, construyamos un haz de luz estrecho. Un láser sería útil. En la dirección axial de la viga, la velocidad de fase es c. Cuanto más cuidadosamente medimos el eje, y cuanto más cuidadosamente controlamos la dispersión en el haz, más probable es que midamos una velocidad de fase igual a c en lugar de mayor que c.

Radiación de Hawking: Wikipedia no tiene nada que ver con la velocidad de la luz. No hay formas de engañar al límite de velocidad de la luz, no importa cómo intentes acercarte sigilosamente.

Incluso si es posible, entonces no podrá verlo ni medirlo. Es porque la cosa viajará en el tiempo ya que las cosas alrededor del objeto se ralentizarán en el tiempo, incluido usted (o la persona que mide). Es por eso que puede ver que el objeto viajó más rápido que el tiempo porque en realidad sería nuevamente en el punto de inicio.

Nada es más rápido que la velocidad de la luz, hasta donde sabemos. Realmente no sé a qué te refieres, ya que parece que estás respondiendo tu propia pregunta.

Si es posible en teoría, entonces es un sí en teoría.

Intenta aclararte más 🙂