¿La relatividad se aplica a la luz misma?

La relatividad se aplica especialmente a la luz. Las propiedades de la luz (más generalmente, el campo electromagnético) fueron la principal motivación detrás de la teoría de la relatividad (especial).

Aquí está la cosa: en la década de 1860, Maxwell desarrolló un conjunto de ecuaciones que describían el campo electromagnético de una manera fantásticamente elegante. Solo había una trampa: si tomabas dos físicos, uno en una estación de tren y el otro viajando en un tren en movimiento, las leyes de la mecánica clásica (no relativista) exigían que se cambiaran las ecuaciones a medida que cambias tu punto de vista desde el físico estacionario a eso a bordo del tren.

Muy específicamente, las ecuaciones de Maxwell predijeron la velocidad de la luz en el vacío. Una vez más, las leyes de la mecánica clásica le dirían que si la velocidad de la luz es la misma en todas las direcciones de la estación, no puede ser la misma en todas las direcciones del tren: el tren se pondría al día con la luz cuando lo persigue (por lo que la luz debería moverse más lentamente según lo medido por el físico en el tren), o estaría corriendo hacia un haz de luz que se emite en la dirección opuesta (por lo que la luz debería moverse más rápido).

Esto no es lo que observamos.

Entonces, la teoría de la relatividad se desarrolló específicamente para cambiar la forma en que las ecuaciones de la física, específicamente las ecuaciones de Maxwell, se transforman de tal manera que siguen siendo válidas para ambos físicos. En particular, ambos físicos medirán la misma velocidad de la luz en todas las direcciones, a pesar de que un físico se está moviendo, el otro está quieto.

Entonces, sí, la relatividad se aplica mucho, mucho a la luz: sus transformaciones dejan la velocidad de la luz invariable , en contraste con las transformaciones coordinadas de pre-relatividad (Galilea) que no lo hacen.

Mucho si. El postulado de la velocidad de la luz no es realmente un postulado independiente, es solo una aclaración / subrayado del principio de relatividad que dice, sí, aunque el lector de Einstein podría haber supuesto naturalmente lo contrario, Einstein significa que el RP también se aplica a la luz, en Esta particular forma de levantar las cejas. Una formulación útil del RP para tener en cuenta es que todos los experimentos autónomos tienen que dar los mismos resultados, sin importar a qué velocidad constante se operen. Entonces, si construye un aparato de medición de velocidad de la luz autónomo, desde un punto de vista, debería, por supuesto , solo desde el RP, dar el mismo resultado.

La razón por la que se necesitaba subrayar es que el principio de relatividad en sí no era nuevo: fue descubierto por Galileo e incorporado a la mecánica newtoniana (NM) por Newton. Es solo que a medida que se acumulaba evidencia de que la luz era una ola, esto parecía romper el RP, al menos en espíritu. Esto llegó a un punto crítico cuando Maxwell resumió el electromagnetismo en forma de sus cuatro ecuaciones de Maxwell (ME) y mostró que la luz era, sin lugar a dudas, una onda EM. En el contexto de NM, esto significaba que ME solo podía ser cierto en un cuadro de medición, y un experimento de velocidad de la luz solo debería dar c cuando está parado en ese cuadro.

Lo que Einstein terminó descubriendo fue que no necesitaba alterar una sola cosa sobre mí para hacer que la luz obedeciera al RP: ¡fue NM el que estuvo un poco mal todo el tiempo! La extraña y nueva propiedad de la luz es en realidad una serie coordinada de propiedades, como la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud de todo lo que podría utilizar para medir la luz.

Absolutamente si . Según MC Physics y otros, la luz es causada por partículas de fotones elementales que viajan. No habría luz ni EMF sin relatividad. Según MC Physics solamente, la relatividad afecta a los fotones:

  • limita los fotones a c debido a su descanso real y masa dinámica,
  • gira el plano de polarización de las monocargas giratorias para incluir la dirección del recorrido del fotón.
  • provoca aumentos alternos en la carga eléctrica, masa inercial, polos magnéticos y sus propagaciones / proyecciones de fuerza
  • provoca la propagación de la fuerza magnética a través de polos magnéticos para cargas móviles (las cargas estáticas de nota no tienen polos magnéticos asociados),
  • causa distorsiones espaciales para la propagación de fuerza eléctrica y magnética

Creo que esta pregunta necesita un poco más de detalle.

La relatividad especial se basa casi por completo en las propiedades de la luz. Entonces, en ese sentido, sí.

Pero gran parte de ese conocimiento en realidad proviene de que la luz es la única entidad física para la cual sus propiedades físicas (principalmente la velocidad) no dependen del marco de referencia. Entonces, en ese sentido, no. La dilatación del tiempo, la longitud adecuada, las transformaciones de Lorentz, etc., provienen de que la velocidad de la luz es constante, sin importar qué.

Esta puede ser una pregunta difícil.

La relatividad especial se aplica mucho a la luz misma, pero también es cierto que una de las premisas de la relatividad especial es que c (la llamada “velocidad de la luz en el vacío” aunque se me ocurran nombres mejores) es una constante absoluta de la luz. universo, uno de los parámetros que no puede explicarse por la teoría misma, al igual que la constante de estructura fina, la constante de Plank o muchos otros.

Entonces, en cierto modo, la relatividad se puede aplicar al comportamiento de la luz, pero el comportamiento de la luz es una premisa para la relatividad, por lo que podría considerarse una especie de argumento circular si quieres decirlo de esa manera.

Dicho esto, las pruebas experimentales de la corrección de la relatividad especial para el comportamiento de la luz son tan sólidas que no puede haber lugar a dudas sobre su corrección, al menos como una muy, muy buena aproximación a cualquier verdad más profunda que pueda haber. .

La relatividad se aplica a todos los campos electromagnéticos, incluidas las ondas de luz. Entonces sí.

La relatividad se desarrolló en parte para explicar el comportamiento de la luz. Por lo que indican los experimentos mostrados hasta ahora, la relatividad se aplica a la luz misma.

No.

SR trata sobre transformaciones de coordenadas entre diferentes cuadros de referencia en los que todos los cuadros miden la velocidad de la luz como la constante c, independientemente de cualquier movimiento relativo entre el cuadro del observador y el cuadro de la fuente de luz.

Ahora, no puedo enfatizar esto lo suficiente, no hay un marco en el que la luz esté en reposo. Por lo tanto, uno no puede transformar eventos en el espacio-tiempo del marco de un observador en el marco de un fotón o viceversa, porque no existe dicho marco. Es una contradicción de definiciones: no se puede tener un marco donde la luz está en reposo y la luz se mueve en c.

Vemos esta pregunta una y otra vez en Quora: “¿Cómo sería esto o aquello desde el marco de referencia de la luz?” La pregunta no tiene sentido. No es que el marco de luz sea inaccesible, es que no existe. Sí, alguna vez se pensó que viajar al espacio o la luna o los planetas era “imposible”. Pero esos eran ingenieros de punta. Nunca podremos construir una nave que nos lleve a la Tierra Media de Tolkien. O, al menos, los problemas enfrentados no serían problemas de ingeniería.

Algunas personas argumentarán que sí, por supuesto, la relatividad se aplica a la luz porque hace predicciones sobre cómo se comporta la luz en términos de su impulso y frecuencia y cosas así en un marco dado. Pero la relatividad no puede predecir los resultados de esas observaciones a partir del marco de luz, ya que no existe dicho marco.

Por supuesto, y siempre es interesante estudiar la luz o ver “qué haría la luz” en una situación determinada (en la ergosfera de un agujero negro giratorio, por ejemplo).

Aún más, el límite de velocidad de la luz, c, estaba en el origen de la teoría de la Realidad Especial.

Si. No solo eso, las propiedades de la luz son el núcleo de la teoría de la relatividad.

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