Incluso si viaja al 99.9999999% de la velocidad de la luz, todavía encontrará que la luz viaja exactamente como si no se estuviera moviendo. ¿Por qué?

Usted encuentra en este tema una gran cantidad de descripciones que, de hecho, no son explicaciones. Permítame explicarlo.

Si comienza primero con el autor real de la idea de constancia, Lorentz, descubrirá que inicialmente la concibió como una ilusión óptica. Comenzó como un intento de modelar con precisión el experimento de Michelson Morley (MM) en un entorno etéreo.

Si hubo un viento etéreo, entonces cuando la luz subió y bajó mientras viajaba entre los espejos que configuró, el tiempo de demora debería ser más largo que los cruces idénticos del viento. (y más largo que si fuera estacionario) El MM informó que no había diferencia aunque sabemos que la Tierra está en movimiento. Lorentz no consideró que esto significara que no había viento, lo entendió como que el viento estaba oculto por objetos que se acortaban la cantidad adecuada para ocultarlo. (por sugerencia de George Fitzgerald)

Esto básicamente lo llevó a pensar realmente todo el escenario para poder modelarlo en detalle. Lo primero que se le ocurrió es que el experimento MM llevaría más tiempo. (sería más largo para que la luz atraviese el mismo espacio) El siguiente paso inmediato a partir de allí es darse cuenta de que cada fuerza intermolecular está mediada por el electromagnetismo y que si esas fuerzas tuvieran que propagarse hacia arriba / hacia abajo, ellas también tardarían más. De esta forma, concibió un efecto clásico de dilatación del tiempo [matemática] (\ gamma ^ 2) [/ matemática]. De esta manera, todos los fenómenos tardarían más en ocurrir cuando están en movimiento.

Esto significa que, mientras está en movimiento, su percepción (y medidas) de los fenómenos no afectados por esta desaceleración sería que se aceleran. Entonces, aunque la luz puede tardar más en atravesar el espacio entre algunos espejos debido al viento, su percepción del recorrido se invierte exactamente la misma cantidad para que no pueda medir este cambio. (Durante tu segundo lento, la luz viaja más)

Si lo has pensado bien, verás que habría una diferencia si solo vieras el efecto aguas arriba o aguas abajo y ahora llegamos a la diferencia agregada por Einstein: en lugar de que el viaje de la luz aguas arriba sea diferente del flujo aguas abajo, el tiempo en diferentes lugares ya no es lo mismo en la teoría más reciente. Este efecto se llama la relatividad de la simultaneidad.

En la versión de Lorentz, la velocidad de la luz parecería anisotrópica debido al viento y el tiempo sería isotrópico. En la versión de Einstein, la velocidad de la luz es isotrópica y, debido a que se usan las mismas matemáticas, es el espacio-tiempo lo que parece anisotrópico. (específicamente la porción temporal)

En primer lugar, debe descartar el concepto del teorema de adición de velocidad de Galilea, ya que solo es cierto para los objetos que viajan a una velocidad muy, muy menor a la de la luz, es decir, s = u + v. Esta es la principal causa de confusión porque hemos estado enseñó esto desde la infancia, por lo que tendemos a pensar de esa manera.

Utilice la ley compuesta de relatividad especial de Einstein para la velocidad, es decir
donde, s = velocidad relativa entre el objeto A y B.
u = velocidad del objeto A en relación con el observador estacionario O.
v = velocidad del objeto B en relación con el observador estacionario O.
Esto es para la velocidad co-lineal. Si usa esta fórmula, verá que la velocidad relativa nunca excederá “c” aunque pueda estar viajando a la velocidad del 99.999999999999% de c hacia la luz.

Esto significa que si incluso viaja a la velocidad de la luz hacia la luz, verá que la luz viaja exactamente con la misma velocidad, es decir

Este es el segundo postulado de la relatividad especial de Einstein. A saber, que la velocidad de la luz es la misma en todos los marcos de referencia inerciales.

La clave para esto es la parte del marco inercial, o el marco no acelerado. Si estaba acelerando, todas las apuestas están desactivadas y podría medir un valor diferente para la velocidad estándar de la luz.

También puedes pensarlo de esta manera. Considere que la luz es una onda electromagnética donde el campo eléctrico generó el campo magnético en la onda y viceversa. Eso sucede a una velocidad determinada, y aparentemente solo a una velocidad, para la propagación hacia adelante. Eso significa que depende del tiempo, y el tiempo también es relativo, pero tiene la misma tasa de tiempo que una onda electromagnética local. Dado que la luz viaja a una velocidad (en el vacío) y usted tiene la misma velocidad de la ola, lo medirá como la velocidad especial: la velocidad de la luz.
Nuevamente, si estuvieras acelerando, podrías medir cosas diferentes porque los caminos podrían parecer que se están doblando en lugar de líneas rectas.

Francamente, así es la naturaleza. Nuestras experiencias cotidianas parecerían decirnos que todos estarán de acuerdo en qué tan rápido pasa el tiempo. Galileo más o menos formalizó esto en la ley física. Sin embargo, la formulación integral de la teoría electromagnética de James Clerk Maxwell insinuó firmemente que este no era el caso al revelar que la velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío es una cantidad constante (que resultó ser la velocidad de la luz que se había medido varias veces). años antes) Al principio, los físicos trataron de evitar esto mediante la hipótesis de un “éter universal”, es decir, un medio que abarca todo el espacio a través del cual se propagan las ondas electromagnéticas. Sin embargo, los experimentos sofisticados, que comenzaron con uno en Cleveland, Ohio, en 1887, no pudieron detectar evidencia de este éter. Esta fue una revelación muy desconcertante para los físicos de la época. Varios años después, sin embargo, Einstein postuló que era la velocidad de la luz, no el paso del tiempo, lo que todos los observadores en un marco inercial estarían de acuerdo. En pocas palabras: nuestro instinto cotidiano es pensar que el tiempo pasa a una velocidad igual para todos los observadores, pero a medida que aumentaba nuestro conocimiento de la física, descubrimos que era constante la velocidad de la luz, no la velocidad del tiempo.

Porque no hay forma de detectar el movimiento absoluto de un marco inercial. Todos los marcos inerciales son equivalentes desde el punto de vista de la física.

Varios experimentos se realizaron a finales del siglo XIX para medir la velocidad absoluta de la tierra. Ninguno de los experimentos pudo detectar el movimiento absoluto de la tierra.

Si la velocidad de la luz parecía diferente en diferentes marcos de referencia inerciales, midiendo la velocidad de la luz en un marco particular, podría determinar la velocidad absoluta de ese marco inercial.

Piénsalo de esta manera. ¿Viaja 99.9…% por ciento de la velocidad de la luz con respecto a qué? Bien podría estar en reposo.

El punto de la relatividad es que la velocidad solo tiene sentido cuando se compara con otra cosa, un marco de referencia. No importa cuál sea su velocidad con respecto a algún otro objeto, es equivalente a que usted sea el que está en reposo y el otro objeto que viaja cerca de la velocidad de la luz.

Dado que cada marco de referencia inercial debe tener las mismas leyes de la física, todos miden la velocidad de la luz de la misma manera.

Creo que su pregunta puede interpretarse de dos maneras diferentes:

1- Usted pregunta por qué las reglas de la relatividad especial se mantienen en la naturaleza;

2- Se pregunta cómo explicamos, en el marco de la relatividad especial, el hecho de que los fotones siempre viajan con la misma velocidad, en todos los marcos de referencia inerciales.

La primera interpretación es seguramente la más difícil de responder, ya que no sabemos, en última instancia, por qué las leyes fundamentales de la naturaleza son lo que son.

Desde el punto de vista de la segunda interpretación, la constancia de la velocidad de la luz es uno de los postulados de la relatividad especial, tal como fue formulado por Einstein, basado en observaciones experimentales (por ejemplo, el experimento de Michelson y Morley). Por constancia de velocidad, queremos decir que un haz de luz, o una partícula de luz, un fotón, tiene la misma velocidad en cada marco de referencia (inercial).

Creo que el problema de todo el problema radica en su pregunta: ¿qué quiere decir con “como si no se estuviera moviendo”? El concepto de movimiento es perfectamente relativo, tanto en relatividad como en mecánica clásica. En la mecánica clásica, se suponía que la velocidad de la luz era infinita , pero era así en cada marco de referencia. Además, en relatividad, para no violar la equivalencia entre diferentes cuadros, ya que observamos que la luz siempre viaja a una velocidad fija, nos vemos obligados a suponer que esta velocidad, c, es la misma en cualquier otro cuadro.

Más bien debería preguntarse: ¿cómo distinguimos, usando luz, dos marcos inerciales diferentes?

Como habrás escuchado, las luces cambian de color rojo (o azul) cuando hay un movimiento relativo entre la fuente de luz y el observador. Un observador que se aleja de la fuente misma puede ver que un fotón que “nace” de color azul en el marco de referencia de la fuente, se desplaza hacia el rojo.

Según Einstein, la luz va a “c” en cualquier marco de referencia. Para usted, la persona al 99.9% de la velocidad de la luz, el tiempo se ralentiza enormemente.
A la velocidad de la luz, el tiempo básicamente se detiene, porque el viajero tarda una cantidad infinita de tiempo en ver que la luz se mueve esa distancia.

“Nunca” nos movemos en relación con nosotros mismos. Para responder a su pregunta, no importa cuánto sea su velocidad en relación con cualquier marco de referencia, siempre verá que la luz se mueve con la misma velocidad.

Porque por ti mismo, todavía estás parado. Su marco de referencia se mueve con usted, lo que significa que siempre está parado en esta perspectiva. Otros objetos ahora se mueven al 99.9999999% de la velocidad de la luz, no tú.

Esto se debe a que ambos se están moviendo cerca de la velocidad de la luz y están estacionarios. La velocidad a la que se mueva depende de a qué esté midiendo la velocidad relativa. No hay forma de saber tu velocidad absoluta porque existe tal cosa. Debido a que este espacio se ve igual para usted, sin embargo, se está moviendo. Una de las propiedades del espacio es lo rápido que transmite la luz. Por lo tanto, la luz viajará a la velocidad de la luz sin importar qué tan rápido se esté moviendo o qué tan rápido vea que se mueva cualquier otra cosa. Desde todos los puntos de vista, el espacio se ve igual y la velocidad de la luz es la misma.