Si la velocidad es relativa, ¿cómo puede haber un límite de velocidad absoluto (la velocidad de la luz)?

En la relatividad galileana (es decir, la física anterior a Einstein) todas las velocidades eran relativas. El propio Galileo propuso un experimento mental, creo, en el que un observador en una cabina sin ventanas en un barco que navega en mares tranquilos no sabría que el barco se está moviendo … en relación con él, los objetos en la cabina están en reposo y nada indicaría movimiento .

Entonces, en cierto sentido, la teoría de la relatividad es una especie de nombre inapropiado. Teníamos relatividad antes de Einstein. Lo que tenemos gracias a Einstein es una teoría en la que existe una velocidad invariable : la velocidad de vacío de la luz. Otras velocidades son relativas y dependen del observador. Pero cuando se trata de un rayo de luz, todos los observadores están de acuerdo en la magnitud (aunque no necesariamente en la dirección) de su velocidad, y las leyes de la geometría se ajustan en consecuencia.

Entonces, en retrospectiva, quizás hubiera sido más sabio llamar a la teoría de Einstein la teoría de una velocidad invariante, al tiempo que reconoce que el principio de la relatividad es mucho más antiguo que la teoría de la relatividad (aunque en la relatividad galileana, el tiempo es absoluto; este ya no es el caso con Einstein.)

Así es como Einstein lo explicó en su artículo de 1905:

Los fenómenos de la electrodinámica y de la mecánica no poseen propiedades correspondientes a la idea del reposo absoluto. Sugieren más bien que, como ya se ha demostrado en el primer orden de pequeñas cantidades, las mismas leyes de la electrodinámica y la óptica serán válidas para todos los marcos de referencia para los que las ecuaciones de la mecánica son válidas.1 Plantearemos esta conjetura (la cuyo significado se denominará en lo sucesivo el “Principio de Relatividad”) al estado de un postulado, y también introducir otro postulado, que aparentemente solo es irreconciliable con el primero, a saber, que la luz siempre se propaga en el espacio vacío con una velocidad definida c que es independiente del estado de movimiento del cuerpo emisor . Estos dos postulados son suficientes para lograr una teoría simple y consistente de la electrodinámica de los cuerpos móviles basada en la teoría de Maxwell para cuerpos estacionarios.

Entonces, la respuesta es básicamente “solo porque”: Einstein postula que el movimiento es relativo y luego agrega un postulado “aparentemente irreconciliable” de que la luz es la excepción.

El problema es que la mayoría de la gente no entiende lo que significa la restricción FTL. Considere la Tierra y una estrella distante: una nave espacial puede viajar de la Tierra a la estrella distante tan rápido como quiera, siempre que comprendamos

• ‘Rápido’ significa ‘en menos tiempo’, medido por un reloj en la nave espacial
• Un rayo de luz que comienza al mismo tiempo tomando el mismo camino siempre llegará primero a la estrella distante.

Entonces, la nave espacial puede viajar tan rápido como quiera, simplemente no puede ir más rápido que la luz.

Digamos que la estrella distante está a 100 años luz de la Tierra, según lo medido por los astrónomos en la Tierra. También diga que la nave espacial hace el viaje en 1 hora: sí, el barco viaja tan ‘rápido’ que solo transcurre 1 hora en el reloj del barco durante el viaje. Todos estarán de acuerdo: el reloj marca ’00: 00 ‘al comienzo y ’01: 00’ cuando llega a la estrella.

Todos también están de acuerdo en que un rayo de luz que comienza al mismo tiempo que toma el mismo camino llegará primero. Ya sabemos que el reloj de un observador de la Tierra transcurrirá 100 años en el tiempo que tarda la luz en viajar a la estrella distante. Entonces, como todos están de acuerdo en que el haz de luz llega primero, desde la perspectiva del observador de la Tierra, la nave espacial debe tomar más de 100 años para completar el viaje. El hecho de que el reloj de la nave solo midió una hora y el reloj de la tierra medido durante 100 años se llama dilatación del tiempo. No es que la velocidad ‘haya afectado’ los relojes de ninguna manera. La dilatación del tiempo es simplemente cómo resolvemos el conflicto.

Desde el punto de vista de la nave espacial, la luz tarda menos de una hora en hacer el viaje, por lo que para la nave espacial la distancia a la estrella debe estar a menos de una hora de distancia. Eso se llama contracción de la longitud y, como la dilatación del tiempo, es simplemente un fenómeno que usamos para resolver el conflicto en las mediciones de distancia.

La velocidad es relativa al marco de referencia en la física newtoniana también https://en.wikipedia.org/wiki/Ga …, pero la relatividad especial deriva sus invariantes del espacio-tiempo https://en.wikipedia.org/wiki/Sp … por presuposición pragmática La invariancia de la velocidad de la luz https://en.wikipedia.org/wiki/Po… . Recomiendo revisar el artículo original de Einstein sobre relatividad especial, ya que es una lectura muy fácil para cualquier estudiante universitario de hoy. Einstein, Albert. “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento”. Annalen der Physik 17, no. 891 (1905): 50. http://scholar.google.ca/scholar …

La velocidad es relativa solo en relación con una constante c;

cualquier otra relación que solo pueda hacer artificialmente (imaginaria) (es decir, velocidades de objetos y marcos experimentales, por ejemplo, dentro de la estación espacial).

Tenga en cuenta que si la estación espacial alcanza una velocidad cercana a c, NO verá un comportamiento normal de los objetos; forzar a mover objetos en diferentes direcciones dentro de la estación espacial no será igual en todas las direcciones:

f = ma / sqrt (1- (v / c) ^ 2).

v / c en tal caso es una gran diferencia.

Para tener una mejor comprensión, piense en esto.

Algunos aceleradores de partículas se construyen de esta manera inteligente: tienen dos secciones que aceleran electrones en direcciones opuestas al 99% de c cada una.

Entonces, ¿crees que se estrellarán con velocidad relativa (0.99 v + 0.99 v) = 1.98 c?

¿Como dos trenes en el mismo riel?

La respuesta es no.

La velocidad relativa para dos partículas que se rompen con una velocidad de 0.99 de c cada una nunca será igual a c, ni siquiera piense que puede ser más rápida.

Usted hace un buen punto. La sintaxis (significado de las palabras) utilizada se vuelve inconsistente. Produce una paradoja de Russel, la suposición contiene la negación de la conclusión. Medir algo relativo como absoluto es un error señalado por Galileo, y también señalado en el video. La velocidad de la luz siempre se mide en relación con el observador. El hecho de que parezcamos medirlo siempre con el mismo valor lo convierte en una constante relativa al observador, no en un absoluto.

Esa velocidad es la velocidad a la que la luz parece viajar independientemente de la velocidad que piense que está viajando. También es la velocidad a la que ningún objeto masivo puede parecer viajar desde su punto de vista, ni usted desde cualquier otro.

No solo la velocidad es relativa, sino que el tiempo también es relativo. Cuando me muevo en relación con usted, desde su punto de vista, el tiempo se ralentizará para mí (aunque esto es imperceptible a bajas velocidades). Se ralentiza de tal manera que cancela exactamente mi velocidad en relación con usted, y la velocidad de la luz permanece igual, sin importar quién la mida.