¿Cómo sería el mundo a los “ojos” de un fotón?

En la teoría estándar (teoría de la relatividad) no hay un marco de referencia del observador que se mueva a la velocidad de la luz. Por lo tanto, esta pregunta es tan incontestable como, por ejemplo, preguntar cómo es el mundo desde un punto estratégico a una milla al norte del Polo Norte.

Si suspendemos las leyes de la física, todo es posible. O, uno tendría que construir una teoría alternativa en la que existan marcos de referencia de velocidad de la luz. No conozco una teoría de este tipo, especialmente ninguna que sea compatible con datos experimentales / de observación.

Sin embargo, podemos describir cómo es el mundo para un observador ultrarelativista, es decir, alguien que viaja muy cerca (pero no a) la velocidad de la luz en relación con la mayor parte del universo.

Este observador vería la mayor parte del universo más adelante. Es como un corredor que recibe la mayor parte de la lluvia en su cara: el observador ultrarelativista podrá alcanzar la mayoría de los fotones (incluso los que vienen casi, pero no del todo, por detrás) y golpearlos con la cara. Entonces, la mayor parte del universo aparecerá como un punto ultrabrillante en la delantera. Y esa luz cambiaría de azul; dependiendo de la velocidad del observador, esa luz puede llegar como luz UV, rayos X o incluso rayos gamma. Mientras tanto, en la mayoría de las otras direcciones, el observador vería muy poca luz, y lo poco que ve sería desplazado hacia el rojo, tal vez hasta las ondas de radio.

Si el observador es lo suficientemente rápido como para lograr un cambio de azul de aproximadamente 1100 o más, el fondo cósmico de microondas aparecería en la delantera también como luz visible; el observador vería efectivamente el gas brillante del universo primitivo.

Si el observador tuviera un telescopio potente para observar, por ejemplo, un planeta en la delantera, vería que los eventos en el planeta se desarrollan muy rápidamente. (Aparecerían acelerados por el mismo factor que determina el cambio de luz azul). Además, para este observador, las distancias a lo largo de la dirección de viaje parecerían reducirse. Incluso las galaxias distantes, originalmente a millones de años luz de distancia, pueden ser alcanzadas por el observador dentro de la vida humana, ya que millones de años luz se reducen a docenas o menos.

Es importante destacar que si el observador cerrara los ojos de buey de su nave espacial y apagara las cámaras, todo se vería perfectamente normal por dentro. Debes ocuparte de tus asuntos como de costumbre, comer, beber, usar el baño, mirar una película, dormir, ajeno al hecho de que el resto del universo se está moviendo hacia atrás a gran velocidad … porque en tu propio marco de referencia, tú Siempre están en reposo.

Por eso precisamente no existen marcos de referencia de velocidad de la luz. La velocidad de la luz es la misma para todos los observadores … así que si te estuvieras moviendo a la velocidad de la luz, te verías moviéndote a la velocidad de la luz. Pero en su propio marco de referencia, está en reposo. Una contradicción, que se resuelve eliminando el concepto erróneo de un marco de referencia de velocidad de la luz. Lo siento mucho … los fotones no tienen “ojos”.

He sugerido que los fotones en realidad no existen, pero son un concepto conveniente que nos permite considerar una parte de una interacción compuesta por separado en los casos en que las partículas interactúan “electromagnéticamente”. La relatividad establece que si una partícula “emite” un fotón que luego es “absorbido” por otra partícula, entonces la separación absoluta entre estos dos eventos, el intervalo relativista, es siempre cero. Esto sugiere fuertemente que los dos eventos son en realidad un evento compuesto entre las dos partículas involucradas. Pero al discutir los efectos en un lado de esta interacción, el enfoque que se toma invariablemente es verlo en el marco de referencia que corresponde a ese lado de la interacción. Por ejemplo, en el efecto fotoeléctrico (el impulso original para el concepto del fotón), un fotón de energía suficiente expulsa un electrón de una superficie iluminada. En realidad, lo que sucede es que el electrón interactúa directamente con otra partícula (típicamente otro electrón) en la fuente de iluminación. Pero al introducir el fotón como intermediario, es posible ignorar lo que está sucediendo en la fuente de iluminación y solo considerar lo que sucede en la superficie iluminada. Sin embargo, uno se pregunta si se ha perdido algo al tomar esta simplificación como un hecho real. Si comenzamos con el punto de vista de que las partículas que interactúan no están realmente separadas, entonces quizás tengamos la tentación de preguntarnos cómo se crean las separaciones de distancia y tiempo que se ven en un marco de referencia convencional. Por ejemplo, si bien son claramente aplicables a un marco de referencia particular, ¿hay alguna forma más general en la que sean reales?

En la dirección en la que viaja el fotón, el universo tendría una longitud de 0 y, por lo tanto, existiría como un plano. Desde la perspectiva del fotón, el tiempo viajaría hacia adelante a una velocidad infinita en todo el universo. En otras palabras, la pregunta realmente no tiene sentido ya que un fotón no puede tener una perspectiva. Todo esto se puede ver desde la relatividad especial.

La visión del mundo actual depende de nuestro sistema neuronal y visionario. Cuando vas al nivel fotónico, es ambiguo incluso hablar de nuestros sentidos o percepción.

Si estás hablando de física, entonces los científicos aún no han resuelto el misterio a ese nivel estructural. Debe idearse una teoría que valide los hallazgos de la mecánica cuántica y la relatividad general simultáneamente para obtener más conocimiento.

Estamos teniendo dificultades para visualizar y mirar el mundo en este momento, no se puede decir nada a ese nivel.

Estoy de acuerdo con Siddhartha en que la situación descrita es imposible y, a ese nivel, no tiene sentido decir lo que podría ver un fotón inteligente.

Pero la pregunta se vuelve responsable a velocidades algo inferiores a la de la luz. Nadie ha estado en esta situación, pero hay un excelente videoclip de you-tube al que espero que pueda referirme. Lo encontré haciendo una búsqueda en Google para ‘ver el mundo a la velocidad de la luz’, y el enlace es:
¡Disfrutar!

Los fotones no son un marco de referencia válido dentro de la relatividad general y especial. Entonces se vería como nada. Lo siento 🙁

Simplemente ponga su capacidad de observar dentro de esos marcos no es posible.

Un fotón experimenta su génesis, viaje y destrucción simultáneamente, en un solo instante atemporal.

Más exactamente, no viaja. Más bien, su destino surge para encontrarlo.