Si dos electrones viajan a la velocidad de la luz, ¿cuál es la velocidad relativa cuando viajan en la misma dirección y en dirección opuesta? ¿Es posible que su velocidad relativa pueda ser mayor que la de la luz, es decir, 2c?

Las otras respuestas están tan ansiosas por explicar la adición de Lorenz que descuidan una característica importante de la relatividad especial: el tiempo adecuado. Pero primero, permítame corregirlo: un electrón no puede viajar a la velocidad de la luz, porque tiene masa. Solo las partículas sin masa pueden tener velocidad c , como los fotones.

Ahora, el momento adecuado. Debido a la dilatación del tiempo, una partícula en movimiento experimentará el paso del tiempo más lentamente que una estacionaria. Sin embargo, si se mueve a una velocidad subluminal, el tiempo aún pasará. Pero para una partícula de velocidad de la luz, el tiempo apropiado es cero: tales partículas no experimentan duraciones en absoluto. Un fotón existe efectivamente en un solo instante subjetivo (en la medida en que el concepto de subjetividad se aplica en absoluto a un fotón). En particular, no percibe movimiento y no puede recibir información desde ninguna otra posición que no sea la suya. Si de alguna manera pudieras montar un fotón, no experimentarías el viaje en absoluto, y mucho menos mediría la velocidad relativa de otros fotones.

Tal vez estoy interpretando la pregunta de manera incorrecta, pero parece preguntar cómo es este escenario para un observador en un tercer marco de referencia.

Si un observador en un tercer marco de referencia está midiendo, y ambos electrones se mueven en c con relación al observador, entonces la distancia entre las dos partículas parecería aumentar o disminuir como la suma clásica de los dos vectores de velocidad. Por ejemplo, si se alejan el uno del otro, entonces el espacio entre ellos parecería aumentar en 2c. Si se mueven uno hacia el otro, el espacio entre ellos disminuirá a una velocidad de 2c, dando la ilusión de movimiento al doble de la velocidad de la luz.

Esto no es una contradicción, porque no se está midiendo ningún objeto real para moverse a más de c en relación con cualquier otra cosa.

Hay otros ejemplos de “cosas” que parecen moverse a una velocidad mayor que la de la luz. Piense en una sombra proyectada por un objeto que se eleva hacia arriba. Su sombra en el suelo crece más rápido a medida que el objeto se acerca a la altura de la fuente de luz. La sombra podría crecer fácilmente más rápido que la velocidad de la luz, porque la sombra no es realmente un objeto físico que se está moviendo. ¿Qué pasa si la luz se encendió después de que el objeto se levantó completamente? Entonces la sombra comenzaría completamente extendida. Velocidad infinita! Tristemente no.

No se puede usar la adición de velocidad galileana. Debe usar la adición de velocidad lorentziana:
[matemáticas] s = \ frac {u + v} {1+ \ frac {uv} {c ^ 2}} [/ matemáticas]

Conecte [matemáticas] u = c, v = c [/ matemáticas] y obtendrá [matemáticas] s = c [/ matemáticas]. Tadaa

No. La velocidad relativa de cualquier electrón en el marco de referencia del otro NUNCA EXCEDERÁ ‘c’. Para mantener esta constante universal tal como es, los efectos relativistas de la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud entrarán en juego y afectarán drásticamente la situación.

Otros han explicado cómo los electrones no viajan a la velocidad de la luz y que no pueden exceder la velocidad de la luz si se mira desde el marco de referencia de un electrón a otro. Pero puede introducir un nuevo marco de referencia. Si disparas un electrón a la derecha y uno a la izquierda de ti mismo y luego mides la velocidad a la que parecen separarse, esa velocidad realmente excederá la velocidad de la luz. Pueden hacerlo, porque ninguno de ellos se mueve más rápido que la velocidad de la luz desde el punto del observador.

Los electrones que circulan en el átomo de hidrógeno a unos 2.200 kilómetros por segundo. Circulan en dirección opuesta pero la velocidad combinada es mucho menor que c, 300,000 kilómetros por segundo.

Intenta esto en un cable, la velocidad será de alrededor de 3000 kilómetros por segundo.

Entonces son más lentos que 0.5c.