Si una estrella se mueve a la mitad de la velocidad de la luz, ¿la luz emitida será 1.5 veces la velocidad de la luz?

Y, para agregar al coro de ‘no’, permítanme explicarlo de una manera ligeramente diferente.

James Clerk Maxwell derivó las ecuaciones que describen las ondas electromagnéticas mucho antes de la relatividad. Como parte de esas ecuaciones, demostró que puede determinar la velocidad a la que viajan las ondas de luz midiendo algunas cosas simples que parecen no tener nada que ver directamente con la luz: es decir, qué tan fuerte es el campo magnético a cierta distancia de una corriente de un amperio y qué tan fuerte es el campo eléctrico a cierta distancia de una carga conocida. Con esas mediciones puede determinar las constantes que afectan la intensidad de campo, y esas a su vez le permiten calcular la velocidad de las ondas de luz.

Tenga en cuenta que esta velocidad no tiene nada que ver con el movimiento de la fuente. Así como el sonido no viaja más rápido si proviene de una fuente en movimiento … su velocidad se determina simplemente a partir de las propiedades del aire por el que viaja. Así también, la velocidad de la luz se determina simplemente a partir de las propiedades del espacio por el que viaja.

Entonces, sentado en mi nave espacial observando la estrella que viene hacia mí a la mitad de la velocidad de la luz, puedo medir algunas cosas y saber la velocidad de esa luz. Por supuesto, el vacío es el vacío es el vacío … así que encontraré la velocidad conocida de la luz c . El hecho de que la estrella se mueva no tiene ningún efecto sobre eso.

Entonces, ¿qué pasa con alguien en la nave que se mueve junto con esa estrella? Bueno, pueden hacer las mismas medidas. No se mueven en relación con ellos mismos o con la estrella en cuestión, por lo que obtendrán los mismos valores y medirán la misma velocidad para la luz.

Según Maxwell, la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores, independientemente del movimiento de la fuente. Eso no tiene sentido para nosotros, por supuesto, y supongo que es por eso que haces la pregunta. Pero nuestros instintos sobre el mundo no son guías confiables de cómo funciona. O nuestros sentimientos intestinales están mal o las ecuaciones de Maxwell lo están.

Al principio, las personas asumieron que las ecuaciones de Maxwell tenían la culpa y que describían algo un poco diferente (como la velocidad de la luz en relación con el éter). Pero esto produce muchos otros problemas con los campos eléctricos y magnéticos, y el intento de medir el éter también falló. ¿Entonces, qué?

El enfoque de Einstein fue decir simplemente: “¿Y si Maxwell tiene razón? ¿Qué implicaría eso?” La respuesta (si supone que las leyes de la física también son las mismas para todos los observadores) es la relatividad especial.

Entonces, aunque hay muchas personas que (supongo que como usted) encuentran que esto parece ilógico, resulta ser más lógico que la alternativa, así como confirmado por el experimento. ¡Nuestros instintos solo necesitan un poco de entrenamiento para adaptarse!

Gracias por el a2a

La luz (fotones), así como todas las demás partículas sin masa, viajan a la velocidad de la luz en relación con todos los marcos de referencia.

Eso sigue siendo cierto para los marcos de referencia que se mueven entre sí.

La razón por la que esto no rompe la lógica es que nuestro universo no exhibe lo que se conoce como invariancia galileana, sino más bien la invariancia de Lorentz.

La invariancia galileana es básicamente el concepto de que si el tren 1 se mueve a 30 mph en relación con el suelo, y el tren 2 se mueve a 10 mph en relación con el tren 1, entonces el tren 2 se mueve a 40 mph en relación con el suelo.

En la vida cotidiana parece que este es el caso de nuestro universo también, pero eso se debe a que la velocidad de la luz es tan grande en comparación con las velocidades cotidianas. Cuando se trata de partículas que se mueven cerca de la velocidad de la luz, como en los aceleradores de partículas, o partículas producidas en la atmósfera superior debido a la radiación cósmica energética, regularmente vemos la ruptura de la invasión galileana.

La velocidad es una cantidad que relaciona la distancia con el tiempo. Mientras que 2 observadores (moviéndose uno con respecto al otro) mirando la luz estarían de acuerdo sobre su velocidad en relación con ellos mismos, no estarían de acuerdo sobre el tiempo que pasa entre 2 eventos, así como sobre la distancia entre esos 2 eventos.

En relatividad, uno debe tener cuidado al usar términos y describir situaciones. En el caso de lo que se llama libremente ‘movimiento’ o ‘movimiento’, es esencial especificar el movimiento con respecto a otro objeto o marco de referencia. Por lo tanto, una mejor forma de la pregunta es: si vemos que una estrella se mueve a la mitad de la velocidad de la luz en relación con nosotros, ¿veremos que su luz emitida se mueve a una velocidad distinta de c , independientemente de la dirección en la que viaja la luz? [El carácter c es el símbolo universalmente aceptado que representa el valor numérico 299,792,458 metros por segundo como la velocidad de la luz en el vacío que será medido por cualquier observador.]

La respuesta es un rotundo no’. Un axioma fundamental de la relatividad especial es que cualquier observador verá cualquier fotón en cualquier parte del Universo que viaje a la velocidad c , independientemente del movimiento del observador en relación con cualquier otro cuadro. Nadie ha encontrado una violación de esta declaración. En pocas palabras, la luz [y sus fotones] no son partículas balísticas, sino que están indisolublemente unidas al espacio y al tiempo por un mecanismo que nadie comprende realmente.

No. De esto se trata la relatividad. No importa a qué velocidad viaja un objeto, la velocidad de la luz es siempre la misma. Esto se debe a que la “velocidad” del tiempo se ralentiza cuanto más rápido viaja un objeto. En su ejemplo, la luz viajará a 1 veces la velocidad de la luz, independientemente del objeto que emite la luz.

No, la luz emitida seguirá siendo la velocidad de la luz. La razón es que cuando se mueve a la mitad de la velocidad de la luz, el tiempo se ralentiza y la luz emitida aún viaja a la velocidad de la luz. La naturaleza hace algunas cosas extrañas para asegurarse de que no puedas superar la velocidad de la luz.