¿Puede algo ganar masa simplemente yendo a la velocidad de la luz? ¿Si es así, cómo?

No.

La única masa relevante es la masa en reposo y es una cantidad invariable. No sé por qué la noción de masa relativista aún impregna a Quora, pero está mal. Fue rechazado por el propio Einstein. Hay una variedad de razones para esto, pero quizás la más fácil de entender es que no tiene sentido incluir cantidades cinemáticas en la definición de masa. Eso efectivamente argumenta que la composición de un objeto se ve afectada por su estado de movimiento en relación con un observador, por lo que dos observadores diferentes llegarán a dos conclusiones diferentes sobre su composición.

Esta idea anticuada de la masa relativista fue descartada hace un siglo y, sin embargo, sigue viva en Quora. Mi misión es eliminarlo. La única definición significativa de masa, y la única aceptada por la física hoy, es la masa en reposo. Es lo único que es invariante de Lorentz. En la relatividad, la masa no se convierte en una función de la velocidad. Más bien, la definición de impulso es diferente. También energía. Esas definiciones caen fuera de las simetrías fundamentales de la relatividad especial, por lo que la razón por la que no puede ir más rápido que c no tiene nada que ver con el aumento de la masa. Tiene que ver con el hecho de que el impulso y la energía crecen arbitrariamente a medida que te acercas c. En otras palabras, puede verter cantidades arbitrariamente grandes de energía en una partícula sin aumentar su velocidad más allá de c.

Para hacer la relatividad correctamente, debe formularse de manera covariante y eso significa expresar las cantidades físicas como cantidades tensoras. Las leyes físicas expresadas como relaciones tensoras son automáticamente las mismas en cada cuadro, que es el principio de relatividad. Esto significa que algo como el momento tiene que expresarse como un tensor de rango 1, o cuatro vectores. Usted puede hacer eso. Los componentes en forma de espacio serán el impulso y el componente en forma de tiempo será la energía. Pero para retener la proporcionalidad entre cuatro momentos y cuatro velocidades, la masa tiene que ser la masa en reposo. No puede ser dependiente de la velocidad. Esto significa que la rareza es parte de la cantidad cinemática, las cuatro velocidades, y no parte de la propiedad de partículas, la masa. Eso debería tener sentido. Una propiedad fundamental de un objeto no debe depender del estado de movimiento del observador de esa propiedad. La masa es una propiedad de partícula, pero la velocidad es una propiedad relativa, por lo que la velocidad debe ser vista de manera diferente por diferentes observadores, pero la masa no.

La idea de la masa dependiente de la velocidad se remonta a Lorentz y parte del trabajo que condujo a la relatividad. Trató de explicar por qué los cuerpos cargados responden de manera diferente a las fuerzas aplicadas en paralelo versus perpendicular a su velocidad, y en realidad introdujo dos masas diferentes, transversal y paralela. Einstein usó estas masas en su primer artículo sobre relatividad, pero luego dijo: “No es bueno introducir el concepto de masa de un cuerpo en movimiento para el que no se puede dar una definición clara. Es mejor no introducir otro concepto de masa que la “masa en reposo” m . En lugar de introducir M , es mejor mencionar la expresión del impulso y la energía de un cuerpo en movimiento “.

Además, en Spacetime Physics, Taylor y Wheeler escriben: ” El concepto de” masa relativista “está sujeto a malentendidos. Es por eso que no lo usamos. Primero, aplica el nombre masa, que pertenece a la magnitud de un vector 4 – a un concepto muy diferente, el componente de tiempo de un vector 4. Segundo, hace que el aumento de energía de un objeto con velocidad o momento parezca estar conectado con algún cambio en la estructura interna del objeto. En realidad, el aumento de la energía con velocidad se origina no en el objeto sino en las propiedades geométricas del espacio-tiempo mismo ” .

El problema aquí es, como muy frecuentemente el caso, el de la definición de términos. Varias personas darán respuestas diferentes, pero eso se debe a que no están hablando de lo mismo.

Podemos decir que la “masa en reposo” es constante. Eso toma la masa como una propiedad de partícula, independiente de la velocidad. Eso es importante porque la velocidad tiene que ser relativa a algo, pero puedes imaginar que la partícula no puede ser diferente solo porque alguien más la está mirando. (Tenga en cuenta que “masa en reposo” es un nombre poco apropiado porque no puede estar en reposo, sin embargo, si lo pone como una constante, difícilmente importa).

Alternativamente, puede decir algo como masa = fuerza dividida por aceleración. Lo que encuentra es que a medida que se acerca a la velocidad de la luz en su marco de referencia, se vuelve cada vez más difícil acelerarla, es decir, necesita más y más fuerza, por lo que la gente dice que su inercia aumenta con la velocidad, lo que significa su masa está aumentando, pero eso es solo en ese marco de referencia, y porque ha definido la masa de manera diferente.

Del mismo modo, puede bombear tanta energía como sea posible, pero su velocidad nunca llega a c. Si intenta representar eso matemáticamente, puede hacer que las ecuaciones funcionen si dice que tiene una mejora de masa, pero esto plantea otro punto importante: solo porque las ecuaciones le den las respuestas correctas, eso no significa que se puedan interpretar en cualquier otra cosa que con el significado correcto de los términos tal como se definieron originalmente. Es muy posible obtener resultados correctos de declaraciones incorrectas.

Todo depende de lo que quieras que signifiquen tus términos. Si quiere que “masa” signifique la propiedad de la partícula, eso se mantiene constante, y puede llamarla “masa en reposo”.

Esto es lo que me gustaría agregar a la lista de excelentes respuestas ya presentadas.

No pienses en ello en el término literal de que tu masa realmente aumenta. Piénselo más como si el efecto generado de un objeto que viaja a velocidades relativistas cada vez más altas es el de una masa cada vez mayor.

La analogía que uso para explicar a aquellos sin el cebador apropiado en partículas y física relativista es esta: es como la resistencia del aire en un vehículo en movimiento. La resistencia del aire incluso para un automóvil bastante aerodinámico a la velocidad de, digamos, 200 km / h es muy alta. Tanto es así que la cantidad de energía que el automóvil tiene que gastar para pasar de 200 km / ha 210 km / h es un orden de magnitud mayor que la energía necesaria para pasar de 10 km / ha 20 km / h. De esta manera, el automóvil a una velocidad de 200 km / h exhibe los efectos de un automóvil más masivo, aunque su masa real no aumentó.

Ahora podría decir que no hay “resistencia al aire” en el espacio, y estaría equivocado. Hay una relatividad general gravitacional y causalidad “arrastre” en todo. Es la razón (causa) de que un fotón en el vacío no puede ir más rápido que c.

Y no te preocupes por E = mc al cuadrado. Hay más en la ecuación que se omite a medida que la teoría se trunca a su forma más simple para facilitar el consumo.

Sí, si un cuerpo actúa sobre una fuerza lo suficientemente fuerte como para que la velocidad del cuerpo alcance una magnitud comparable a la velocidad de la luz, entonces habrá un aumento en la masa. El aumento de la masa ocurre cuando aplicamos un concepto o enfoque relativista.

Por supuesto, si la fuerza actúa sobre un cuerpo, se acelerará, esto significa que en cada punto diferente del espacio, la masa relativista será diferente con diferentes velocidades del cuerpo. La masa aumentará en cada punto del espacio.

¿Qué causa el aumento de la masa?

La fuerza (lo suficientemente fuerte) que actúa a corta distancia, forma energía y esta energía es responsable del aumento de la masa relativista.

La energía cinética relativista del cuerpo, lograda después de aplicar la fuerza sobre el cuerpo, es igual a la diferencia en energía relativista y energía de reposo.

Esto significa que la energía cinética (relativista) y la energía de reposo del cuerpo, ambas combinadas, son responsables del aumento de la masa del cuerpo. Cuanto más es la energía cinética relativista, más será la energía relativista y más será el aumento de masa, donde la energía en reposo siempre será constante.

¿Qué es E = mc ^ 2?

Esto significa que masa y energía son una y la misma cosa. Me das masa y yo te daré energía. Ambos son equivalentes.

Si desbloqueo toda la energía almacenada en mi pluma, explotará con una fuerza comparable a la de una bomba atómica.

eh !! Sé la respuesta, pero no es muy interesante saberlo, ya que se puede encontrar en cualquier lugar de Internet … pero es bastante más interesante saber cómo aumenta la masa, o mejor decir ¿por qué la masa es relativa? la masa es solo la medida del número de partículas en ti y si te estás moviendo, alguien más contará más partículas en ti que cuántas cuentas, es como si llevaras pocas manzanas (análogas a las partículas en ti) y obtuvieron duplicado (digamos) cuando te estás moviendo a velocidades enormes! prácticamente no tiene sentido !!! entonces como funciona ??? Einstein demostró que nada viaja más rápido que la luz, si pudiera, violaría las leyes de electromagnetismo de Maxwell, lo cual es cierto porque nuestros electrodomésticos están funcionando y la corriente se está llevando a nuestros hogares … así que la física clásica debe reescribirse … suponiendo que tener suficiente poder para impulsar un cuerpo para alcanzar la velocidad de la luz, entonces algo debe evitar que alcancemos la velocidad de la luz, por lo que Einstein concluyó que la masa debe aumentar para que podamos suministrar más energía y cuando se acerque más y más a la velocidad de la luz luz debemos aplicar más y más energía para ver que alcanza la velocidad de la luz, ¡pero cuánto podemos intentar no podemos! es una especie de ósmosis inversa realizada por Einstein para purificar la física clásica, pero no hay una explicación clásica de cómo la masa aumenta en términos de no de partículas, incluso estoy tratando de resolverlo … ya que el aumento de no de partículas debe ser el mismo para todos los observadores, pero es diferente para diferentes observadores … ¡podría ser como si nuestro método de recuento tuviera que ser revisado o esperar una mejor explicación en el futuro! llegando a E = mc ^ 2, la energía significa capacidad para hacer el trabajo, y ¿qué significa que la masa que tienes tiene alguna capacidad para hacer el trabajo? ¿Qué tipo de trabajo hará? sí, es fácil, si pudiéramos traer la misma cantidad de antimateria y ponernos en contacto con el asunto, se produciría una explosión y esa energía liberada podría utilizarse para hacer el trabajo … ¿es así de simple? o hay explicaciones adicionales porque no estamos usando ninguna antimateria en nuestros reactores nucleares! entonces, ¿cómo encaja en esa ecuación? entonces, ¿por qué la materia se llama “energía condensada”? ¡sucede que la masa dentro del núcleo se convierte en energía de unión del núcleo por algunos fenómenos ridículos que no podemos comprender! y finalmente recordando la famosa cita de Richard Feynman “Creo que es mucho más interesante vivir sin saber que tener respuestas que podrían estar equivocadas”, así que digo que no sé la respuesta exacta, pero hice todo lo posible para conseguir un sintiendo por eso … !!!

No, según la Teoría especial de la relatividad, cuanto más cerca esté de la velocidad de la luz, más cerca estará su masa de cero. La luz tiene una velocidad: la velocidad de la luz. Es una propiedad de todas las partículas sin masa. Entonces, si algo viaja a la velocidad de la luz, sería sin masa, no ganando masa.

Bueno, depende de qué observador le pregunte. El objeto en sí no se sorprendería, ya que su masa sigue siendo la misma que para él,
Pero desde el punto de vista de los demás, su masa aumenta, pero también tenga en cuenta que su longitud a lo largo de la dirección del movimiento también disminuye. Entonces lo obtienes más y más denso, pero nunca alcanzará la velocidad de la luz, para alcanzar esa velocidad tiene que estar sin masa en reposo. Usted sabe que todos estos dilataciones de tiempo, aumento de masa, contracción de longitud se deben a la relatividad general.

Cuanto más rápido va un objeto, mayor se vuelve su ‘masa’. Esto hace que sea más difícil acelerar aún más y se suma a la energía cinética. Sin embargo, esta ‘masa’ desaparecerá cuando el objeto vuelva a ralentizarse.

Entonces, acercarse a la velocidad de la luz hace que los objetos se comporten como si tuvieran más masa, pero su masa en reposo nunca cambia.

La relatividad hace cosas extrañas.

E = mc al cuadrado es diferente. Se relaciona con la masa como otro tipo de energía (como la energía cinética y la energía térmica). Simplemente convierte una masa en kilogramos en su equivalente en julios.

La masa se puede convertir en energía (y viceversa) mediante la fisión nuclear y la fusión, así como la producción y aniquilación de pares.

No.

Las cosas parecen ponerse más pesadas, pero eso es para un espectador estacionario. Si pesa 180 libras y viaja a una velocidad alta, como 0.9999 de c, todavía dará 180 libras en la balanza, pero la persona en el suelo verá su peso aparente subir para almacenar el exceso de energía ( que él ve), y parece que pesas una tonelada.