Si la luz puede viajar a 299,792,458 m / s, ¿por qué no puede hacer nada más?

Aquí está la ecuación para la energía total de un objeto masivo. Como puede ver, para que la velocidad, v, sea la velocidad de la luz, c, [matemáticas] v ^ 2 / c ^ 2 = 1 [/ matemáticas]

Si conectamos 1 a la ecuación, el objeto masivo tendrá energía infinita, lo que viola varios principios de la Física.

El fotón puede viajar a la velocidad de la luz solo porque no tienen masa en reposo.

Debe ver el tiempo y el espacio como un único continuo, lo que significa que la cantidad de espacio entre dos puntos (o distancia) se define por el tiempo que tarda la luz en viajar entre ellos.

Imagínese a usted y a su amigo en el espacio, llamemos a A y B separados por 299,792,458 m . Ahora imagine a otro amigo C fuera de la línea que conecta A y B. Ahora, cuando los tres estén estacionarios, C puede ver una separación de 299,792,458 m entre A y B, ahora A y B comienzan a moverse a una velocidad de luz del 99,999% a lo largo de la línea conectando A y B. ¿Qué pasa ahora?

¿Cuánto tiempo debe tomar la luz para llegar de A a B?

Bueno, según A, ya que la luz tiene que viajar 299,792,458m, debería tomar exactamente un segundo llegar a B y si B está sosteniendo un espejo, la luz debería volver a A en dos segundos. ¿Derecho?

Pero, ¿qué pasa según C?

Según él, si la luz tarda un segundo en llegar de A a B, debe viajar a la velocidad de “velocidad de la luz + su velocidad = 199.999% de la velocidad de la luz”, lo cual no es correcto, ya que la luz viaja a la misma velocidad en todos marcos de referencia no inerciales. Entonces ve una separación de 2997. 92458 m. lo que significa que, según él, el espacio entre ustedes dos se redujo a 0,001% del espacio real, por lo que a la velocidad de la luz, debería reducirse a un tamaño de cero. Lo que significa que nuestro conocimiento actual de la física sugiere que nada puede viajar más rápido o a la velocidad de la luz.

Confuso ¿verdad? Desafortunadamente, nuestros cerebros no están equipados con suficiente materia gris para comprender estas cosas de manera intuitiva, puede que algún día lo estén.

PD: ignoré los efectos de la dilatación del tiempo para simplificar la respuesta.

Hay algo más que puede: gravitones. La gravedad también se propaga a la velocidad de la luz, por lo que los gravitones (hipotéticos bosones sin masa que median la propagación de la gravedad) también deben viajar a la velocidad c en el vacío. En otras palabras, cualquier objeto sin masa debe viajar exactamente a la velocidad c en el vacío, ni más rápido ni más lento. Cualquier objeto masivo nunca puede viajar a la velocidad de la luz: puede llegar a cualquier valor arbitrario cercano a c , pero nunca puede alcanzarlo.

También hay una clase más de partículas sin masa, los gluones. Intervienen en las interacciones fuertes, sin embargo, nunca se encuentran libres en la naturaleza (están confinados dentro de protones y neutrones), por lo que no pueden viajar en c .