Si estuvieras ‘montando en un haz de luz’, es decir, un observador (sin masa) viajando mágicamente a la velocidad de la luz, ¿qué verías a tu alrededor?

Desde mi punto de vista, la Tierra se aleja de mí a la velocidad de la luz … la luz que me alcanza se desplazará infinitamente al rojo … que es lo mismo que no estar allí. Entonces no veo nada.

Estoy a la velocidad de la luz, así que no veo nada de todos modos … No puedo ser un “observador”. Los objetos sin masa deben viajar a la velocidad de la luz en cualquier otro marco de referencia, no tienen su propio marco (porque entonces tendrían velocidades diferentes en otros marcos, lo cual es una contradicción lógica) y no pueden observar cosas. Las interacciones con otras cosas las crean o las destruyen.

Puedes hablar de un observador muy cercano a la velocidad de la luz. Tal observador vería un retroceso de la Tierra extremadamente “infrarrojo” que varía rápidamente … los relojes en la Tierra parecen haberse detenido (en realidad están marcando demasiado lento para medir), y la Tierra sería un disco plano.

Buen escenario … El tiempo se detendrá para ti una vez que alcances c, el efecto Doppler deformaría y distorsionaría todo a tu alrededor, pero incluso a esta velocidad, creo que deberías poder ver la luz, ya que aún saldría o entraría en tu marco de referencia en c. En este caso, viajaría esencialmente en todas las dimensiones, incluida la dimensión espacial del tiempo, todo en el mismo momento. Creo que verías pasar el universo en c. Sin embargo, las cosas serían muy diferentes para alguien que te observa salir de la Tierra a esa velocidad.

Buen experimento mental

El concepto no aplica. La idea general de un marco de referencia inercial es permitir que las mediciones se realicen de manera consistente con una relación bien definida con los equipos de medición estándar, como las reglas y los relojes. El esquema de medición particular que exige la relatividad parece extraño al principio, pero de hecho es la opción más conveniente y sensata cuando sus relojes y reglas muestran dilatación del tiempo y contracción de la longitud.

Pero como el factor de Lorentz que gobierna la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud llega al infinito en c, no se puede basar un marco de medición en un fotón. Cualquier reloj que se moviera con el fotón se detendría, y cualquier regla se reduciría a cero. En todo caso, eres tú el que no detendría el universo. Es solo un caso singular y eso es todo lo que puedes decir.

Aquí viene una respuesta muy controvertida que de ninguna manera refleja el consenso de la comunidad científica, pero que es mi opinión personal. Creo que probablemente sea bastante preciso, pero puedo ser el único por ahora.

Nuestro universo es un espacio de 4 dimensiones, con cuatro dimensiones espaciales ortogonales w , x , y y z . La 4ta dimensión no es ‘tiempo’ como lo sugirió Einstein por primera vez, sino una dimensión espacial ordinaria, al igual que las 3 dimensiones izquierda-derecha, adelante-atrás y arriba-abajo con las que todos estamos familiarizados y que generalmente se conocen como x , y y z . Si pudieras ver esa cuarta dimensión, w , podrías medirla con una cinta métrica ordinaria.

Curiosamente, sin embargo, no vemos esa cuarta dimensión. Por qué no? Debido a un fenómeno que llamamos contracción de Lorenz , que también está relacionado con la “detención del tiempo” a la que se refirió. Al igual que su tiempo se ralentiza cuando un objeto se mueve a alta velocidad, el mismo objeto también se acortará en su dirección de movimiento. A la velocidad de la luz, el tiempo se detiene y el objeto se reducirá a cero.

Aquí viene la parte divertida: todo nuestro universo observable se mueve a la velocidad de la luz, en una sola dirección. Llamemos a esto la dirección w. Como se indicó anteriormente, el Universo es un espacio de 4 dimensiones, con cuatro dimensiones espaciales ortogonales w , x , y y z . Pero como la dimensión w está contraída por Lorenz porque nos movemos a la velocidad de la luz, solo podemos ver 3: x , y y z . Y todo lo que podemos hacer cuando nos movemos es movernos en la dirección x , y o z , que son todas perpendiculares a w . Entonces, ¿qué sucede cuando comienzas a moverte en una dirección perpendicular a w ? Supongamos que subimos a bordo de un cohete que acelera en la dirección z (podría ser cualquier dirección, pero llamémosla z , hacia arriba, en aras de la simplicidad). Recuerde que el cohete, incluso cuando está parado, ya se está moviendo a la velocidad de la luz en la dirección w . Por la mecánica clásica ordinaria, sabemos que si comienza a acelerar en la dirección z , comenzará a ejecutar un movimiento circular en el plano wz . Como resultado, después de un tiempo, seguirá viajando a la velocidad de la luz (porque su aceleración siempre ha sido perpendicular a su movimiento), sin embargo, su dirección en el plano wz ha cambiado. Habrá un componente de velocidad en la dirección z ahora, que se puede observar desde la tierra como la velocidad del cohete, y la velocidad en la dirección w se habrá reducido. Dado que el cohete ahora también está inclinado hacia la dirección w , su longitud tendrá un componente w y un componente z (en la Tierra su longitud solo tenía un componente z porque apuntaba hacia arriba). Entonces, el cohete aparecerá más corto como se ve desde la Tierra, ya que la dirección w en la Tierra es Lorenz contraída en cero y ya no se ve (puede verificar fácilmente con la regla de Pyhagoras que la reducción de longitud es exactamente como lo predice la fórmula de contracción de Lorenz ) Al mismo tiempo, la tierra parecerá aplastada para aquellos en el cohete, exactamente por la misma razón.

Si el cohete continúa acelerando, eventualmente habrá realizado un giro de 90 grados en el plano zw . En ese punto, se moverá con la velocidad de la luz en la dirección z , y con velocidad cero en la dirección w . Visto desde la tierra, sí, ¡se moverá a la velocidad de la luz! Una persona dentro del cohete ahora verá un universo completamente nuevo, todavía un espacio tridimensional, probablemente similar en apariencia a nuestro propio universo xyz , ¡pero ahora es el espacio wxy ! Al mismo tiempo, el cohete ya no se puede observar desde la Tierra, porque su longitud en la dirección z se ha contraído a cero (tenga en cuenta que esto también podría explicar los relatos de testigos oculares, quienes afirman que vieron cómo los platillos voladores desaparecieron en el aire después de un aceleración aparentemente imposible.)

Hay que hacer un comentario final: cuando aceleras partículas en un acelerador lineal en la Tierra, no pueden alcanzar la velocidad de la luz. Esto sucede porque el acelerador y las fuerzas que actúan sobre la partícula se contraen a medida que la partícula acelera (vista desde la partícula), de modo que nunca puede proporcionar el empuje final para alcanzar la velocidad de la luz. Es por eso que los científicos creen que nunca se puede alcanzar la velocidad de la luz. Creo que están equivocados. Un objeto autopropulsado no tiene esta limitación, y puede acelerar hasta la velocidad de la luz con respecto al marco de referencia del que partió.

No verías nada. Para que usted “vea”, la luz tiene que entrar en su ojo y los impulsos nerviosos deben viajar a su cerebro. Si se mueve a la velocidad de la luz, entonces la luz desde atrás no puede alcanzar su retina. Solo ves oscuridad, o tal vez lo que ve un cerebro cuando estás en una habitación negra o soñando.

Teóricamente, el tiempo se detiene a la velocidad de la luz, por lo que no habrá tiempo disponible para que el impulso nervioso viaje a su cerebro. En ese caso, también verías negrura al frente por ese motivo. O bien, la luz que entra en tus ojos se desplazaría con frecuencia hacia el azul y estaría más allá del espectro visual.

Asumiendo que constantemente tenías una visión clara de la tierra, y la luz detrás de ti tenía algún método para entrar en tus ojos, creo que lo que estás observando mientras te mueves se mantendrá igual, como una pausa. Sin embargo, si hicieras lo mismo a una velocidad mayor que la velocidad de la luz, observarías la historia de la Tierra en rebobinado. Básicamente, vería que cada evento ocurre en el mismo orden al revés. Esto se debe a que a medida que alcanzas puntos más alejados de la tierra, la luz que estás interpretando se vuelve más y más vieja. Entonces, si viajaba más rápido que la luz, eventualmente alcanzaría haces de luz que quizás tengan años y años, y al hacer que entren en su ojo, vería esa imagen de la Tierra de ese período de tiempo.

Oh chico, esta respuesta fue mal construida. Por un cerebro alimentado por café

Verías el equivalente a una fotografía fija de la tierra. Cualquier otra cosa aparecería con un grado de error de paralaje … al igual que una línea de postes de teléfono más lejanos parece ir más lentamente si están alejados de su vector de viaje.

No verías nada porque estarías viajando a la misma velocidad que la luz que viaja hacia tu retina, esto solo resultaría en una completa oscuridad para siempre.

Verías la tierra desaparecer frente a ti.