Esta es una pregunta muy profunda. Podría escribir un par de ecuaciones verificadas experimentalmente que se descomponen a medida que se acerca a la velocidad de la luz y responde a su pregunta, pero eso no es realmente el equivalente a un momento de caída del micrófono (o un momento de caída de la computadora portátil).
Quién sabe, quizás la relatividad también sea solo una aproximación a medida que te acercas a la velocidad de la luz y que simplemente no se aplica cuando cruzas esa barrera. Quizás las ecuaciones “reales” le permitirían cruzar ese límite de velocidad. Esto no es infrecuente en física. Las leyes de Newton describen el mundo macroscópico casi a la perfección, pero se descomponen en el reino cuántico.
Recuerde que el único postulado en la relatividad es que la velocidad de la luz es absoluta para todos los marcos de referencias, no dice nada acerca de que sea algún tipo de límite de velocidad cósmica. Eso es realmente una consecuencia matemática (en particular, hay un factor fudge en la relatividad llamado “gamma” que gira descontroladamente cuando te acercas a c).
- La ciencia ha hecho una vez un experimento que llevó a la conclusión de que la alta velocidad puede hacer posible el viaje en el tiempo. Sin embargo, el tiempo fue solo un par de nanosegundos de diferencia. ¿Cuál debería ser nuestra velocidad para realmente viajar en el tiempo?
- ¿Por qué no podemos ver las cosas claramente en nuestros teléfonos con luz brillante? ¿No se supone que ayuda más luz?
- ¿Qué pasaría si arrojo una pelota hacia la pared a la velocidad de la luz, rebotará o mostrará las características de la luz?
- ¿Qué pasaría si pudiera hacer que un objeto del tamaño de una sandía grande gire en un círculo de diez pies al 99% de la velocidad de la luz en relación con el sol?
- ¿Por qué cambia la longitud de onda de la luz a medida que viaja de un medio a otro, pero la frecuencia no?
Pero trataré de abordar esta pregunta desde una perspectiva diferente (tal vez bajo mi propio riesgo). La idea de un límite de velocidad cósmica está realmente muy relacionada con la noción de causalidad y conservación de la información. Si nuestro universo obedece esos 2 principios, entonces no debería sorprenderte escuchar que hay una velocidad máxima a la que los eventos pueden causar otros eventos.
Considere el siguiente experimento mental: digamos que existe un universo que es idéntico en todas las formas posibles a nuestro universo (por lo tanto, obedece la ley de conservación de la información y es “estrictamente” causal), excepto que en este universo, no hay límite de velocidad cósmica . Mi objetivo es mostrarle que esto lleva a más de una contradicción.
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Un poco de preludio filosófico
Recordemos que el principio de causalidad simplemente establece que la causa siempre precede al efecto. Entonces, si A y B son 2 eventos y A es la causa de B, entonces A debe haber ocurrido antes que B. Otra forma equivalente de afirmar lo anterior es que el futuro no puede influir en los eventos en el presente y el pasado. En el universo en el que vivimos, si 1 observador determina que el evento A causó el evento B, entonces esto implicará que todos los observadores están de acuerdo en que A causó B, pase lo que pase. De lo contrario, podrías encontrar todo tipo de contradicciones. Entonces esto le da un orden de los eventos en el universo, que en el universo real se mide por el tiempo.
Recuerde también que la ley de conservación de la información para la mecánica clásica simplemente establece que las leyes de la mecánica clásica son tanto deterministas como reversibles (es decir, si se le da el estado actual de un sistema y la ley dinámica correcta que rige ese sistema, entonces puede predecir tanto el estado futuro como el estado pasado del sistema).
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Ahora considere un evento X que ocurre en este universo en x = y = z = t = 0 para algún marco de referencia; ahora digamos que la aparición de X provoca la emisión de una señal que viaja a velocidad infinita (recuerde que estamos fingiendo que esto está permitido en este momento). Ahora esta señal puede influir en el presente. Este es el significado de la velocidad infinita. Puede viajar una distancia distinta de cero en tiempo cero. Así que en realidad ya has violado ambos principios. En la mecánica clásica, el estado de un objeto está determinado por su posición y velocidad. En este experimento de pensamiento, conocemos ambos y conocemos la ley que rige el sistema (Ley de movimiento de Newton / Principio de acción mínima), pero en realidad no podemos predecir el futuro. Esto se debe a que en este universo el tiempo no puede servir como la variable dinámica. Puede cambiar el estado de su objeto en el mismo instante en el tiempo si viaja a velocidad infinita. Entonces ahí va la conservación de la información. Pero en realidad también has violado el principio de causalidad. Un evento en el presente no puede afectar a otro evento en el presente.
En el mundo real no existe la causalidad simultánea. Todos sabemos que las cosas tardan en suceder. Ahora, algunas personas suelen encontrar ejemplos terriblemente mal dirigidos para justificar la existencia de causalidad simultánea. Un ejemplo de esto es el siguiente: si aplico una fuerza sobre un objeto, entonces, de acuerdo con la tercera ley de Newton, el objeto también aplica una fuerza en mi mano, por lo tanto, este es un ejemplo en el que la causa (la fuerza que aplico) y el efecto ( la fuerza de reacción del objeto) ocurren simultáneamente.
Ahora el problema con este ejemplo es que no hay razón para pensar que estos 2 eventos están conectados “causalmente”. Ciertamente están conectados en el sentido de que si uno de estos eventos no ocurre, el otro tampoco ocurre, pero no hay razón para creer que la fuerza en su mano debido al objeto es un efecto de la fuerza sobre el objeto aplicado por su mano, que es la verdadera causa. Con la misma facilidad, podría argumentar que en realidad es al revés. Por lo tanto, la simetría del problema garantiza que no estén realmente causalmente conectados, por lo tanto, está bien pensar en ellos como eventos simultáneos (más técnicamente, esto es una declaración iff. No se comprende una causa y un efecto en una declaración iff).
Ahora podría argumentar en este punto, ¿por qué no cambiamos nuestra definición del principio de causalidad para acomodar estos resultados? Entonces podrías decir:
El principio de causalidad establece que el efecto no puede preceder a la causa. (¿notas la diferencia?)
Pero ahora esto solo empeorará las cosas. Volvamos a nuestro ejemplo anterior:
Asumimos que X causó la emisión de una señal que viaja a velocidad infinita, digamos que esto desencadena un evento Y. Tenga en cuenta que X e Y ocurren exactamente en el mismo instante en el tiempo (por lo que son eventos simultáneos) pero no Se producen en el mismo punto en el espacio. Ahora voy a hacer algo muy poco intuitivo, pero es perfectamente permisible si puedes viajar a velocidades infinitas. ¿Qué pasa si decimos que esta señal emitida por Y fue la causa del evento X? Recuerde que tanto X como Y ocurren en el mismo instante en el tiempo, por lo que la noción de X causando Y no implica de ninguna manera que X haya venido antes que Y. Entonces podríamos argumenta por el bien de este experimento mental que quizás X también fue causado por Y.
Pero esto lleva a una contradicción. X no puede ser la causa de sí mismo e Y no puede ser la causa de sí mismo. Esto es completamente incompatible con la noción de causalidad y, por lo tanto, podríamos argumentar que las velocidades infinitas no están permitidas porque violan el aspecto más fundamental de nuestro universo, que es que es estrictamente causal. Por lo tanto, tenemos un límite de velocidad cósmica en nuestro universo que resulta ser la velocidad de la luz.
Otra pregunta extremadamente profunda que se desprende de la discusión anterior es: ¿Por qué la luz tiene el privilegio de viajar a este límite de velocidad cósmica?
A eso respondería, no tengo ni idea.