Los fotones se mueven con la velocidad de la luz. ¿En qué marco de referencia están ellos mismos?

Los fotones son cuantos de radiación electromagnética. Estas radiaciones también tienen una naturaleza ondulatoria.

Por la teoría clásica,

  • Un campo eléctrico variable en el tiempo induce un campo magnético.
  • Un campo magnético variable en el tiempo induce un campo eléctrico.

Entonces, un campo eléctrico oscilante induce un campo magnético oscilante, que a su vez induce un campo eléctrico oscilante. Así se propaga la onda electromagnética. La única razón de su existencia es el hecho de que el campo electromagnético en un punto varía. Esta variación de campo en diferentes puntos constituye una onda.

En un cuadro hipotético a la velocidad de un fotón, la onda electromagnética parecerá estar en reposo, es decir, los campos eléctricos y magnéticos serán constantes en un punto fijo en el cuadro.

  • Como el campo eléctrico es constante, el campo magnético inducido es cero
  • Como el campo magnético es constante, el campo eléctrico inducido es cero.
  • No hay campo eléctrico ni campo magnético, por lo tanto no hay onda electromagnética.

Entonces, según las teorías clásicas de la electrodinámica maxwelliana y la cinemática newtoniana: – La onda electromagnética (y, por lo tanto, el fotón), en su propio marco, no debería existir . (Lo cual es claramente incorrecto, porque sabemos que el fotón existe).

Esta paradoja muestra que

  1. No puede haber un marco que viaje a la velocidad de la luz (es decir, la velocidad del fotón)
  2. La electrodinámica maxwelliana y la cinemática newtoniana son inconsistentes, es decir, una de ellas es defectuosa

La teoría especial de la relatividad mostró que la cinemática newtoniana tiene defectos. En la cinemática de la relatividad, no puede haber un marco que viaje a la velocidad de la luz porque la velocidad de la luz es la misma en todos los marcos de referencia.

Los marcos de referencia están determinados por el observador, no por lo observado. Si está preguntando cómo encontrar el marco de descanso de un fotón, como dice Viktor Toth, no hay ninguno. No puede construir una transformación de Lorentz que lo lleve de cualquier otro cuadro a uno que viaje a la velocidad de la luz. Esto se debe a que la idea de que la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores está integrada en las transformaciones de Lorentz desde el principio.

Las partículas que viajan a la velocidad de la luz o por encima de ella no tienen un marco de descanso. Entonces “ellos mismos” no están en nada. Esta es una de las razones por las cuales la noción ingenua de viajar a la velocidad de la luz o por encima de ella es completamente imposible en la teoría de la relatividad: la idea de viajar a esa velocidad y poder observarte en tu propio marco de descanso es una autocontradicción matemática .

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