¿Cómo el exceso de velocidad de la luz conduce al fin de la física?

Como implica el interrogador, exceder la velocidad de la luz es incompatible con nuestra física actual, es decir, la Teoría Especial de la Relatividad. Para apreciar cómo se produce esto, volvamos a 1887 y la última vez que ‘la física tal como la conocemos’ llegó a su fin. Cuando el muy sofisticado experimento de Michelson-Morley, el experimento de Michelson-Morley mostró que la velocidad de la luz es la misma en cualquier dirección, e independientemente del movimiento de la Tierra a través del espacio (y tenga en cuenta que el movimiento de la Tierra es en direcciones opuestas en primavera y otoño).

Esta propiedad de la luz es extraña y poco intuitiva (una bala disparada desde un avión a alta velocidad viaja más rápido que una disparada desde un globo; pero un láser, no, la misma velocidad independientemente). Fue “el fin de la física”. Rápidamente, aunque la Relatividad Especial de Einstein produjo un universo modelo matemáticamente elegante en el que la luz tiene esta propiedad. En ‘física intuitiva’ (también llamada newtoniana), las cosas pueden viajar a cualquier velocidad. En SR, la ‘luz siempre la misma velocidad’ se logra a costa de la característica peculiar que solo está disponible hasta la velocidad de la luz, incluida la velocidad de la luz. Las velocidades más altas son esencialmente sin sentido. “¿Qué pasa si algo se mueve más rápido que la luz?” es equivalente a, en física intuitiva, “¿qué sucede si algo se mueve con una velocidad más que infinita?” La única respuesta es “no lo hace”.

Un objeto que excede la velocidad de la luz destruiría la física de Einstein a su vez. Y los físicos estarían encantados, con una física completamente nueva para buscar. La física de Einstein probablemente será reemplazada. Pero es poco probable que sea porque algo excede la velocidad de la luz. Esa es nuestra ingenua manera de pensar que las cosas ‘deberían’ ir tan rápido como quieran. Cuando Einstein finalmente falla, será por algo bastante sorprendente e inesperado que aún no hemos pensado.

No hay nada que conduzca a un “fin de la física”, es solo que no se puede exceder la velocidad de una partícula sin masa, ni siquiera una coincidencia de esa velocidad con una partícula masiva (es decir, una partícula que tiene masa, como un electrón o una ballena azul)

No es como “porque rompería el universo”. No hay “sería” porque no hay “eso”. No hay viaje a la velocidad del fotón para nada que tenga masa.

Una partícula sin masa siempre está en movimiento, y su velocidad es constante, y esa constante es la misma para todas las partículas sin masa en todas partes del universo y en todos los marcos de referencia.

Las partículas sin masa son, hasta donde sabemos:

  1. Fotones
  2. Gluones Estos son los mediadores de la fuerte interacción nuclear. No tienen masa, al menos teóricamente hablando, ya que un gluón “libre” probablemente ni siquiera puede existir.
  3. Gravitones, si existen. Estas son las hipotéticas partículas mediadoras de la gravedad.

Algunas personas usan el término “luxones” para referirse a la categoría de partículas sin masa, ya que, al no tener masa, viajan a “la velocidad (al vacío) de la luz”.

Esta velocidad se denota c y es … lo que sea, Google, es como unos 300 millones de metros por segundo.

(Desafortunadamente llamamos a esto “la velocidad de la luz”, lo que lleva a todo tipo de confusión con la gente que dice “sí, pero depende del ‘medio’, es más lento si no está en el vacío, bla, bla, bla”. Podríamos evitar todo el alboroto si lo llamáramos “velocidad de fotón” o “velocidad de luxon”, supongo, pero eso suena tonto).

Las cosas masivas (tú, yo, electrones, ballenas azules, etc.) pueden ir a cualquier velocidad menor que la velocidad de los fotones, y de hecho van a todas las velocidades (en diferentes marcos de referencia).

Si esta es solo otra forma de preguntar “¿por qué no puedes ir más rápido que la luz”, te invito a buscar en Quora y revisar cualquiera de las muchas respuestas ya escritas por personas que pueden explicarlo mucho mejor que yo! 🙂 Pero no tiene nada que ver con ningún “fin de la física”. 🙂

¡Desearías! 😛

Para responder, en la actualidad, ¡la Física aboga por el hecho de que la materia no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz! Pero espera un segundo, ¿ quién dijo que conocemos todo el Universo y tenemos las últimas teorías para el Universo?

No exceder la velocidad de la luz solo retrata nuestra comprensión actual del universo. Si alguien es de alguna manera capaz de superar la velocidad de la luz, ¡será IMPRESIONANTE para la Física ! Porque entonces, podemos decirnos qué sucedió, los efectos que sintió después de exceder la velocidad de la luz, cómo pudo lograrlo, etc. Y toda esta información ayudará a los físicos teóricos a elaborar una teoría más completa de nuestra universo , probablemente uno ÚLTIMO! 🙂

Por lo tanto, exceder el límite de velocidad universal no terminará con la Física, ¡hará que la Física sea mejor!

No es asi. Sin embargo, significaría que debería haber una revisión seria de la relatividad de Einstein, aunque, una vez más, dependería en gran medida de cómo se hiciera. Sin embargo, no puedo ver que suceda pronto.

Nunca habrá un final para la física, aunque puede haber un final para los físicos. Básicamente, si las partes más preciadas de la física se consideran incorrectas, entonces la física se revisa y es interesante observar cómo. Lo que es más probable que suceda es que la esencia de lo que se mantuvo como verdad se remandará, pero se reconocerá que algo se dejó de lado, y lo que sea nuevo anticipará una revisión de lo viejo. No se descubrió que la mecánica Tus Newtoniana estaba equivocada per se, sino que algunas cosas se omitieron. La mecánica newtoniana supone que la acción es continua; cuando se descubrió que era discreto, se nos impuso la mecánica cuantitativa. Del mismo modo, la mecánica newtoniana supone que las fuerzas se transmiten infinitamente rápido; no lo son, y esto, junto con la teoría electromagnética de Maxwell, significa que necesitamos relatividad. Aquí hubo dos cambios muy importantes, pero apenas condujeron al fin de la física, y de hecho lo revitalizaron.

Incluso si se demuestra que la velocidad de la luz puede romperse de manera convencional, no terminará con la física. Simplemente cambiaría. Eso es lo que es la ciencia. Adapta sus puntos de vista en función de lo observado.

Si descubriéramos objetos con masa en reposo capaces de viajar más rápido que la luz, significaría mucho trabajo, pero la ciencia se adaptará. Eso es lo que siempre hizo.

Esa es la diferencia básica entre ciencia y creencia.

La creencia adapta la realidad para preservarse, y no tienes que creer en la ciencia para que funcione. Lo que significa que la prueba real en contra de las teorías actuales haría que todos se avergonzaran como el infierno, pero girarían en un centavo y se irían por el camino nuevo. (A diferencia de escalar el Olimpo, refuta fácilmente la mitología griega)

La física está ahí antes de que el descubrimiento de la velocidad de la luz sea constante, independientemente del marco de referencia que observe en 1905. Antes de 1905, la velocidad de la luz se consideraba infinita. Cuando se encuentra limitado con cierto valor constante de aproximadamente 3X10 ^ 8 m / seg, la física no terminó, sino que se desarrolló para tener en cuenta este descubrimiento, también cuando la física clásica se detuvo para intereprar el comportamiento de los sistemas micoscópicos, como átomo, electrón. , partícula nuclear, 19oo, la física cuántica desarrollada para tratar con tales sistemas. Sobre la misma base, si por el argumento, sucede un exceso a la velocidad de la luz, la nueva física desarrollada será. La física es la herramienta principal de la ciencia para comprender nuestro universo y la naturaleza en general, nunca termina.

Einstein nos mostró que la velocidad siempre se mide a partir de una referencia particular y que un objeto puede tener diferentes velocidades en cualquier momento cuando se mide a partir de diferentes referencias. Es muy posible que dos objetos en el universo se muevan más rápido que la velocidad de la luz entre sí. De hecho, hemos observado objetos que se moverían más rápido que la velocidad de la luz entre sí. A medida que la expansión del universo continúa acelerándose, más y más objetos se moverán más rápido que la velocidad de la luz en relación con otros objetos que aceleran en la dirección opuesta.

Pero un objeto no puede existir a la velocidad de la luz o más allá de ella en relación con la estructura del espacio . Toda la materia deja de existir cuando viaja a través del espacio a la velocidad de la luz; a esa velocidad, el objeto solo puede ser energía pura con masa cero.

Por lo tanto, la restricción en el viaje más rápido que la luz se aplica solo a la referencia única del espacio. La restricción no se aplica a muchas (un número infinito de) referencias en nuestro universo acelerado.

Es mejor pensar que cosas como la velocidad de la luz y el Big Bang no son límites impuestos por el universo, el “fin de la física”, sino límites autoimpuestos sobre cómo modelamos el universo, el fin de nuestra comprensión de el universo. Es decir, crear un modelo matemático con la velocidad de la luz como límite irrompible nos permite predecir con precisión lo que observamos. Nadie sabe realmente si hay un límite para la física, el universo hace lo que hace y la gente trata de modelarlo. Solo existimos en una fracción muy pequeña del universo conocido y (hasta hace poco) realmente solo podía estudiarlo con radiación electromagnética, por lo que es imposible saber qué está sucediendo allí que no hemos visto. Por supuesto, nunca hemos observado y no tenemos una teoría para modelar eventos donde se excede la velocidad de la luz. En todo caso, la observación de algo que viaja más rápido que la velocidad de la luz daría lugar a una física completamente nueva porque nos veríamos obligados a alterar las teorías existentes o generar nuevas para modelar este fenómeno. A partir de ahora no tenemos ninguna razón para creer que se puede exceder la velocidad de la luz, pero la física suele ser más emocionante cuando suceden cosas que usted tampoco espera.

Lamento decepcionarte, pero excede la velocidad de la luz mientras haces exactamente lo contrario. Se inicia un nuevo comienzo en la física. Más dinero invertido para investigar y para encontrar posibles aplicaciones. Si todo lo que sabemos está mal, entonces más personas estarán involucradas en descubrir qué es lo correcto. Si quieres terminar con la física, haz que todo se entienda completamente sin dejar piedras sin mover. O cualquier otra forma de matar el incentivo para investigar.

Estás excediendo la velocidad de la luz. Ahora mismo. En relación con algunas galaxias distantes que se han movido más allá de nuestra capacidad de ver, te estás moviendo más rápido que la velocidad de la luz. La física se ve bien. Incluso si se encontrara algo que se moviera más rápido que la velocidad de la luz, la física estaría bien. La física no puede terminar, porque la física no es una cosa. La física es el estudio de cómo es la realidad. No existe la posibilidad de violar las leyes físicas, porque esas leyes son solo regularidades en lo que hemos visto hasta ahora.

“El fin de la física” es quizás un poco dramático. Pero la física que tenemos hoy dice firmemente que no es posible exceder la velocidad de la luz. Si alguna observación mostrara, sin duda, que se estaba excediendo la velocidad de la luz, significaría que había un enorme agujero en el medio de la física que ahora tenemos. Tendría que inventarse algo completamente nuevo, y una vez que lo hubiera hecho, tendrían que volver a inspeccionarse cantidades de resultados fuertemente creídos para ver si su nueva física, lo que fuera, los afectaba.

Primero saquemos una cosa del camino:

Según la física moderna, no hay forma de que la materia normal exceda la velocidad de la luz (299792458m / s) en ningún marco de referencia; hay algunos métodos de trampa, pero aparte de eso, ninguna física predice el viaje superluminal.

Okay:

“El fin de la física” es una frase bastante dramática.

Podría significar dos cosas.

  1. Es el límite en el que la física no puede describir otra cosa. No podemos usar la física actual para describir la materia normal que viaja a velocidades superluminales con respecto a algún cuadro. En ese sentido, es el “fin” de la física, porque no podemos hacer física más allá de ese punto.
  2. Si vas más rápido que la luz, la física “terminaría”, es decir, nos desacreditaríamos tanto que simplemente tiraríamos todo y nos iríamos a casa.

Entonces la afirmación 1 está bien: no tengo problemas para referirme a la velocidad de la luz como el límite de la física.

La declaración 2 es mala. Si se demostrara que algo viaja más rápido que la velocidad de la luz, no destruiría la física. Lo que haría es abrir una física completamente nueva .

El sueño de todo físico es mostrar un resultado monumental, que altere la naturaleza misma de la física: nadie quiere preservar el status quo. La persona que descubrió el viaje superluminal sería el científico más venerado de su generación. Se elaboraría una nueva física, tendríamos que volver a la mesa de dibujo, y para los físicos, ¡es un concepto maravilloso!

Por lo tanto, no llevaría al final de la física, llevaría a un comienzo completamente nuevo.

¿Es esto solo una ilusión?

¿Te gustaría ir más rápido que la luz? Lo siento, no puedes.

¿Esperas el “fin de la física”? Lo sentimos, la física seguirá existiendo mucho después de que nos hayamos ido.

Si se refiere a alguna afirmación específica sobre el STR, explique.

Tal vez sería el fin de la física, tal como la conocemos. La física es solo nuestro conocimiento de la naturaleza. Si descubrimos algo nuevo, nuestro conocimiento se actualiza. La física sigue ahí. Si descubrimos que podemos lanzar bolas de fuego usando maná de los bastones, ¡eso también sería parte de nuestra física!

La única forma en que supongo que la física podría terminar sería destruir a todos los que la estudian …

No sé sobre el “fin de la física”, pero ningún objeto o partícula con masa puede acelerar a la velocidad de la luz porque requeriría energía infinita para hacerlo. Cualquier cosa con masa requiere energía infinita para alcanzar la velocidad de la luz como su
la masa se volvería infinita. En el marco de descanso de un objeto, su masa es E = mc ^ 2. En un cuadro donde el objeto se mueve con una velocidad v, su masa es E = Gamma * mc ^ 2, donde Gamma = (1- (v / c) ^ 2) ^ (- 1/2). Es por eso que los objetos masivos no pueden alcanzar la velocidad de la luz. Si v = c, entonces Gamma = 1/0, es decir, la masa es infinita.

Supongo que quiere decir “si descubrimos que podríamos superar la velocidad de la luz”, hasta donde sabemos ahora, no podemos. Si ese es el caso, entonces no, no conduciría al final de la física más de lo que el descubrimiento de que hubo un límite de velocidad de la luz condujo al final de la física. Más bien, haría lo mismo que ese descubrimiento: nos mostraría que las teorías que pensamos que eran fundamentales, no lo eran, y que solo eran versiones aproximadas de algo más profundo, y luego nos propusimos descubrir qué era eso. Aquí sería donde brillaría la siguiente persona en la secuencia “Newton, Einstein, <...>“. Tenga en cuenta que incluso después de encontrar la teoría de la relatividad, no dejamos de usar la mecánica newtoniana para la ingeniería. Si esto sucediera, lo mismo probablemente sucedería con la teoría de la relatividad: sabríamos que no era la historia real y que algo más estaba sucediendo, sin embargo, continuaríamos usándola en todas las circunstancias en las que se había demostrado Proporcionar buenas respuestas antes.

La física no funciona de esa manera.

Si la comprensión actual estuviera en desacuerdo con la naturaleza, entonces esto sería investigado y se produciría una nueva comprensión. Por eso, por ejemplo, la física de Newton se complementa con la fisis de Einstein.

Exceder la velocidad de la luz conduce al final de la física porque cualquier cosa que se aleje de nosotros a una velocidad mayor que la de la luz ya no está en conexión causal con nosotros. La física clásica se trata de causa y efecto y dado que el objeto que se aleja de nosotros a una velocidad superior a la de la luz ya no es parte de la física causal. Una señal de radio enviada desde el objeto más rápido que la luz, por ejemplo, nunca nos llegaría.

Lo mismo para un objeto que viaja para protegernos a más de la velocidad de la luz. No podríamos recibir ninguna señal o efecto de un objeto que viaje hacia nosotros a más de la velocidad de la luz. Por supuesto, después de que el objeto nos haya pasado o nos haya impactado con la Tierra, recibiríamos información sobre el objeto más rápido que la luz.

Estamos bastante seguros de que alguna parte del Universo distante se aleja de nosotros a una velocidad superior a la de la luz.

No necesariamente Sin embargo, si el principio de relatividad de la relatividad especial continuara vigente (y hasta ahora ha sido infaliblemente confiable), implicaría un viaje en el tiempo sin restricciones, lo que tendería a crear paradojas tan incómodas que no creemos seriamente que sea posible. Vea la respuesta de Mark Barton a ¿Por qué viajar más rápido que la luz significa que irá al futuro?

No soy fisico. Como laico, me parece que la Relatividad está diciendo que no se puede aumentar la velocidad por encima de la velocidad de la luz. Es un límite que no se puede cruzar.

Sin embargo, no dice que una partícula no pueda existir viajando más rápido que la velocidad de la luz desde el principio.

Me pregunto, pero no lo sé.

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