Si me estoy moviendo a la velocidad de la luz hacia ti y te tiro una pelota de tenis (a, digamos, 5 m / s), ¿qué observas? ¿Te golpearé primero, la pelota de tenis, o ambas al mismo tiempo, o pasará algo más por completo? El problema que tengo pensando en esto es que si la pelota de tenis te golpeó primero, entonces se habría movido más rápido que la velocidad de la luz (en relación a ti). Por otro lado, si se movía a la velocidad de la luz en relación con usted, entonces se movía a la misma velocidad que yo con respecto a usted, por lo tanto, tanto yo como la pelota de tenis los golpearemos simultáneamente. Si este es el caso, sin embargo, la pelota de tenis se habría movido a una velocidad de 0 m / s con respecto a mí.
Matemático: Primero que nada, permítanme señalar que nunca viajará a la velocidad de la luz (vea esto para más detalles). Se necesitaría una cantidad infinita de energía para lograr que algo con masa (por ejemplo, usted o su madre) funcione a esa velocidad. Quemar todo el petróleo (y plantas y animales) en nuestro planeta y convertirlos en energía cinética lo haría avanzar muy rápido, pero le daría exactamente el 0% de la energía total que realmente necesitaría para alcanzar esa velocidad (ya que cualquier número dividido por infinito es cero). Pero eso no significa que no sería divertido especular sobre lo que sucedería si fuera a la velocidad de la luz.
Debido a un efecto relativista conocido como dilatación del tiempo, cuanto más rápido se mueva con respecto a algún objeto O, más tiempo se ralentizará para el objeto O (desde su perspectiva). Esto no es solo una cuestión de que veas los relojes conectados a O marcando lentamente, en realidad SÍ hacen tictac lentamente desde tu punto de vista (ningún experimento que puedas hacer concluiría de otra manera). Sin embargo, hay simetría. Pasar O a 10,000 millas por hora es indistinguible (en lo que respecta a las leyes de la física) de O pasar a 10,000 millas por hora. Eso significa que, desde la perspectiva de una persona atada a O, los relojes conectados a usted están marcando lentamente (es decir, su tiempo se ralentiza). A medida que se acerca a la velocidad de la luz (con respecto a O), esta vez el efecto de dilatación se vuelve más y más pronunciado. Cuando estás exactamente a la velocidad de la luz (imposible, pero desnudo conmigo) no pasará ningún tiempo para O (es decir, un reloj atado a O dejará de funcionar por completo) desde tu perspectiva. El resultado de esto es que llegarás a donde vayas sin presenciar el paso del tiempo por algo que no se mueva contigo. Una razón por la que esto es realmente extraño es porque si vemos la luz proveniente de un objeto distante (como un sol lejano), desde nuestra perspectiva, podría haber tardado años en llegar de nosotros. Pero desde la perspectiva del fotón (es decir, la partícula de luz) ¡no habrá transcurrido ningún tiempo en el viaje! Sí, la verdadera física es aún más extraña que la física inventada por los locos.
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Un efecto posiblemente aún más loco surge como resultado de la contracción de la longitud (otra consecuencia de la relatividad). Si se mueve hacia el objeto O a una velocidad rápida, notará que O se comprimirá (es decir, se reducirá) a lo largo de la dirección de su movimiento. Entonces, si O es un hipopótamo, y vas lo suficientemente rápido, se verá como un maldito hipopótamo plano.
Um, ¿algo como esto, supongo?
A medida que se acerca a la velocidad de la luz, este efecto se vuelve cada vez más pronunciado, y a la velocidad de la luz misma, O tendrá una longitud cero en la dirección en la que viaja. En particular, si estás en una pista de carrera recta y viajas a la velocidad de la luz, la pista de carrera se comprimirá a una longitud cero para que la línea de salida y la línea de llegada estén una encima de la otra. La carrera terminará tan pronto como comience.
Otra consecuencia del viaje a la velocidad de la luz es que te convertirías en la cosa más peligrosa imaginable (muévete, Chuck). Como su masa es positiva, la velocidad infinita implica que su impulso es infinito. Por lo tanto, si chocas con algo (y … después de todo, desde tu perspectiva, el universo es más plano que un panqueque en la dirección en la que te diriges), se lanzaría a velocidades locas (ya que absorbería parte de tu impulso) . Por supuesto, también estarías muerto casi instantáneamente al chocar con un objeto tras otro (cada uno viajando a la velocidad de la luz con respecto a ti). Y no, la armadura no ayudaría.
Bien, ahora para abordar la pregunta original. ¿Qué pasaría si mientras viajas a la velocidad de la luz hacia mí intentas lanzarme una pelota? La respuesta es que no tendrías tiempo para hacer el lanzamiento, porque desde tu perspectiva te encontrarás conmigo al instante. En ese momento, si tuviera alguna habilidad ninja, probablemente las rompería. Si viajara a una velocidad cercana a la de la luz (con respecto a mí), pero no del todo, y luego arrojó la pelota a 5 m / s (con respecto a usted) en mi dirección, las velocidades no se sumarían simplemente como usted esperaría basado en la mecánica newtoniana. En cambio, tendría que aplicar la suma de velocidad relativista, que es un poco más complicada. En particular, la velocidad de la pelota con respecto a mí será menor que la suma de tu velocidad y 5 m / s. A bajas velocidades, este efecto no se nota (las velocidades son aditivas a una aproximación muy cercana), pero a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, el efecto se vuelve muy pronunciado.
