¿Cómo sabemos que la velocidad de la luz es la velocidad máxima?

La razón detrás de llamar a la velocidad de la luz como la velocidad máxima alcanzable por cualquier partícula es la Teoría especial de la relatividad. La teoría es “especial”, ya que solo aplica el principio de relatividad al caso especial de los marcos de referencia inerciales .

Según esta teoría, a medida que la velocidad de un objeto se aproxima a la velocidad de la luz desde el punto de vista de un observador, su masa relativista aumenta, lo que hace que sea cada vez más difícil acelerarla dentro del marco de referencia del observador.
En palabras más simples, cuanto más cercano sea el valor de la velocidad de un objeto a la velocidad de la luz, más difícil será acelerarlo. Esto implica que la energía necesaria para aumentar la velocidad de un objeto del 90% de la velocidad de la luz al 95% de la luz sería mucho, mucho mayor que la energía requerida para aumentar la velocidad del mismo objeto al 90% de la velocidad de la luz del 85% de la velocidad de la luz.


Supongo que ya conoces la famosa equivalencia masa-energía [matemática] E = mc ^ 2 [/ matemática].
Aquí, la variable [math] m [/ math] representa la masa relativista de la partícula y se puede calcular por [math] m = \ gamma m_0 [/ math], donde [math] \ gamma [/ math] es Lorentz Factor y [math] m_0 [/ math] es la masa en reposo de la partícula . El valor del factor de Lorentz se calcula mediante:

Aquí, [math] v [/ math] representa la velocidad de la partícula con respecto al observador y [math] c [/ math] representa la velocidad de la luz.
Este factor se usa para calcular la masa relativa de una partícula a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. El siguiente gráfico representa cómo cambia el valor del factor de Lorentz con el cambio de velocidad en la partícula.

Una cosa que es interesante es que si aplicas ingeniería inversa a la teoría de la relatividad especial, terminas descubriendo que todos los objetos están constantemente en movimiento, y que lo hacen dentro de un entorno de cuatro dimensiones que se conoce como espacio-tiempo.

Hay tres dimensiones del espacio y una dimensión del tiempo, lo que lo lleva a un total de un entorno de cuatro dimensiones.

La magnitud de este movimiento constante de todos los objetos, es equivalente a la magnitud del movimiento espacial de un fotón de luz, también conocido como “c”. Sin embargo, estos objetos que están constantemente en movimiento no viajan solo por el espacio. Siempre hay un porcentaje de este movimiento constante a través de la dimensión del tiempo.

Pero dado que tenemos esta moción “c” constante y continua, esto crea una regulación. Si ganas en uno, pierdes en el otro. Por lo tanto, cuanto más rápido se mueva a través del espacio, más lento se moverá a través de la dimensión del tiempo, y viceversa.

Con todos los objetos que comparten una magnitud de movimiento común, todos comparten un límite. Ese límite es “c”, la velocidad de la luz. Determina la velocidad espacial máxima y la velocidad máxima de la cual uno puede moverse a través de la dimensión del tiempo.

Aquí aislemos este problema a la velocidad de la luz misma y dejemos de lado otras cosas como marcos de referencia, observadores, espacio-tiempo o espacio y tiempo por el momento. Necesitamos un poco de simplicidad aquí.
Porque bajo esa velocidad, su estructura puede permanecer en un estado termodinámicamente estable óptimo que se ajusta al principio de eficiencia. Un fotón existe en un estado dinámicamente equilibrado de oscilación entre las existencias de fase de onda y fase de partículas. La naturaleza no tiene otras formas de mantener estable la estructura de un fotón. Y solo tiene una capacidad limitada de autoajuste para adaptarse a diferentes condiciones de energía en su estructura, al cambiar la frecuencia, convertir la energía del momento en energía de vibración y viceversa. Pero la amplitud y frecuencia de la vibración tienen una limitación: sobre el límite superior o inferior, este fotón no puede mantener estable su estructura, puede convertirse en otra cosa. Aquí podemos ver que solo puede usar la flexibilidad de su existencia de fase de onda para ajustar su estado de existencia para mantenerlo estable, pero su existencia de fase de partículas no tiene esta flexibilidad. Es un proceso de transformación de masa sin energía de fricción donde: Energía de fase de onda E = energía de fase de partículas el momento p. mientras que p = mv. Por lo tanto, la velocidad v que da la energía de momento p a la masa m de la existencia de la fase de partículas debe limitarse a un cierto valor para permitir que E esté en un rango de valor limitado para mantener la estabilidad estructural de este fotón debido a la rigidez de la m misma es partícula y tiene su propia estructura y eso no se puede cambiar sin que se convierta en otra cosa. La rigidez de m determinó la rigidez de v. Cuando m es rígido, el ajuste solo se puede organizar entre E y v. Entonces, cuando este fotón obtiene un arrastre que extrae su energía, E convierte parte de su energía de vibración en el momento p para mantener la velocidad v y que hacen que su frecuencia baje; cuando un impulso sobre este fotón le da más energía de impulso p, entonces esa energía extra se convertirá en energía de vibración E que aumentará su frecuencia.
Entonces, la conclusión es: la luz tiende a mantener su velocidad constante debido a que su existencia en fase de masa es una forma de existencia rígida – partícula que tiene una estructura para mantener, mientras que la existencia de fase de onda solo tiene una capacidad limitada para ajustar las condiciones de energía en el proceso . La materia tiende a permanecer en un estado termodinámicamente estable, razón por la cual la luz tiende a mantener su velocidad constante.

La luz es la raíz cuadrada inversa del producto de constantes de permitividad y permeabilidad.
Que se supone que son constantes independientemente del movimiento del marco de referencia.
Dado que las ideas habituales de movimiento relativo dictan que la velocidad de un objeto en relación con un marco de referencia dado se supone que es la diferencia de velocidades en esa dirección, se puede ver lo que significaría si la velocidad de la luz también se pensara de la misma manera ( las constantes ya no serían constantes, lo cual es absurdo).
Entonces, para sortear esta Anatoly, la única forma de justificar la afirmación inicial de que la velocidad de la luz es una constante es si no hubiera un marco de referencia que pudiera alcanzar esa velocidad, lo que hace que la luz sea la velocidad más rápida posible para cualquier marco de referencia.

La razón por la que ” sabemos ” es que no hemos observado nada para movernos más rápido, a pesar de mucho mirar (y falsos positivos, como el de 2011 con OPERA). La teoría de la relatividad dice que esto es lo que debemos esperar, pero en última instancia, la teoría es tan buena como las observaciones que la respaldan, y hasta ahora nuestras observaciones no han mostrado nada en contrario, por lo tanto, la “conocemos” sobre esa base en particular. , que, como todo en ciencia, todavía es susceptible a la posibilidad de que algún día pueda ser revocado, aunque dado el historial de la teoría de la relatividad, eso es bastante improbable. Pero no imposible. Después de todo, pensaban eso sobre las teorías que la relatividad reemplazó, como la mecánica newtoniana.

Porque esa es la velocidad máxima alcanzada por algo que no tiene masa. Y dado que la masa … decide la dificultad para elevar la velocidad de la partícula, el que tenga la masa más baja debe ser el más rápido y un fotón tiene esa propiedad. No puede tener algo que tenga una interacción menor con el campo de higgs (el campo que da masa a todas las partículas, porque interactúan con él, y dado que el fotón tiene cero interacción, es el más bajo y, por lo tanto, solo el fotón puede alcanzar la velocidad máxima

Suponga que la pregunta es por qué c es la velocidad máxima que cualquier cosa puede obtener (wrt cualquier marco de referencia), no por qué o si la velocidad de la luz es constante.
Bcos, la velocidad de la luz NO es constante. Es la velocidad de la luz en el espacio en ausencia de gravedad que es una constante.
veloflight en un medio es menor que c (en una fracción que es el índice de refracción del medio). cambios de veloflight (en dirección y magnitud) en presencia de gravedad. (¡así es como puedes “ver” los objetos detrás de un agujero negro!). Verifique las ecuaciones del factor de Lorentz que definen claramente las expansiones / contracciones del espacio-tiempo que suceden significativamente cuando las velocidades están cerca de la de la luz (c) …
Entonces la pregunta sigue sin respuesta …

La velocidad se puede agregar a la velocidad para aumentarla. En otras palabras, si estás en un autobús que va 30 mph y lanzas una pelota hacia el frente del autobús a 30 mph, la pelota está viajando (en relación con el suelo debajo del autobús) a 60 mph. Si la velocidad de la luz fuera similar, encontraríamos variaciones dependiendo de cómo se midiera, por ejemplo, moviéndose hacia nosotros frente a alejarse de nosotros. Eso no pasa. Hasta ahora, nadie ha hecho la luz, ni nada ha movido el más pequeño, más pequeño, más pequeño de lo que se ha medido hasta ahora. Si logra hacerlo, comuníquese con el comité del Premio Nobel lo antes posible.

No es exactamente así.

Los cuantos de luz, el fotón, fue la primera partícula que encontramos que viaja a esta “velocidad máxima”, por lo que llamamos a esta velocidad “la velocidad de la luz”.

Supongo que porque no tenemos muchas opciones en eso. Nadie sabe por qué, pero así es exactamente como la naturaleza nos ha dado que la velocidad de la luz es la máxima velocidad.

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