Con el ojo humano capaz de detectar la luz de la galaxia de Andrómeda, a 2.6 millones de años luz de distancia, ¿qué impulsa a estos fotones a viajar distancias tan inmensas?

La pregunta, tal como se plantea, conlleva una suposición oculta: a saber, que usted (o una roca, o un fotón, o cualquier otra cosa) necesitaría ser impulsado a recorrer una inmensa distancia.

Pero este no es el caso. Una vez que algo está en camino, continuará el viaje para siempre, hasta que algo lo impulse en la dirección opuesta para detenerlo . Entonces, ya sea un fotón de la galaxia de Andrómeda o cualquier otra cosa del espacio profundo, ya que está viajando a través del espacio vacío (en gran medida) sin obstáculos en su camino, felizmente continuará para siempre … es decir, a menos que sea uno de esos pobres fotones que llegan a un final triste y prematuro que choca con una molécula dentro de su ojo, transfiriendo su energía para causar un pequeño cambio electroquímico que su cerebro registra como un pequeño parpadeo de luz.

La mayoría de los fotones de Andrómeda no sufren este destino, ya que se extienden mientras viajan esas inmensas distancias. Muy pocos de ellos seguirán el camino del sistema solar, muchos menos se encontrarán con la Tierra, y solo una pequeña fracción de esos entrará en su ojo. La mayoría de los fotones de Andrómeda, de hecho, continuarán viajando por miles de millones o quizás incluso billones de años. Por otra parte … lo mismo podría decirse de los fotones que usted mismo produce si fuera, por ejemplo, tomar una linterna y apuntarla al cielo … la mayoría de esos fotones tampoco se encontrarán con nada, durante miles de millones de años. (Pero piénselo … hay una posibilidad muy pequeña pero distinta de cero que dentro de unos dos millones y medio de años, un ser en la galaxia de Andrómeda mirará su cielo y se preguntará por qué lo que llamamos la Vía Láctea es visible , así como un fotón de su propia linterna golpea el ojo de ese ser, causando un pequeño cambio electroquímico que se registra como una señal en el cerebro de ese ser …)

Sí, hay dos formas de verlo, desde el punto de vista del fotón y desde nuestro punto de vista.

Como viajan a la velocidad de la luz, no pasa tiempo para ellos. Entonces, no van a ninguna parte. Cuando miras la galaxia de Andrómeda, literalmente estás mirando hacia atrás en el tiempo. Lo estás mirando con fotones que no han pasado mucho tiempo en su propia línea de tiempo para llegar desde la galaxia de Andrómeda hacia ti.

Pero por otro lado, para nosotros, están viajando a la velocidad de la luz. En la teoría electromagnética, esto se debe a la dualidad de la electricidad y el magnetismo, y la forma en que un campo magnético cambiante causa fluctuaciones eléctricas, que a su vez causan cambios en los campos magnéticos, lo que en una especie de efecto en cascada conduce a una onda de propagación.

Pero de acuerdo con las ideas de la mecánica cuántica, también puede pensar en ellas como “partículas”, que tienen “masa en reposo cero”, si pudiera evitar que se muevan de alguna manera, lo cual es imposible, entonces tendrían una masa cero. Pero, viajando a la velocidad de la luz, tienen una masa pequeña pero finita.

La mayoría de las partículas no pueden viajar a la velocidad de la luz debido a la forma en que la masa aumenta a medida que avanzas, y a la velocidad de la luz tendrían una masa infinita.

Esa es solo una idea aproximada de todo, no soy un experto en eso.

Son ondas electromagnéticas autopropagantes.

Los campos eléctricos y magnéticos en el vacío son:
[matemáticas] \ nabla \ cdot \ vec E = 0 [/ matemáticas]
[matemáticas] \ nabla \ cdot \ vec B = 0 [/ matemáticas]
[matemáticas] \ nabla \ veces \ vec E = – \ frac {\ partial \ vec B} {\ partial t} [/ matemática]
[matemáticas] \ nabla \ veces \ vec B = \ frac {\ partial \ vec E} {\ partial t} [/ matemática]

En palabras, estas ecuaciones implican que un campo magnético cambiante causa un campo magnético, y un campo magnético cambiante causa un campo eléctrico; por lo tanto, una onda electromagnética, que es una combinación de campos magnéticos y eléctricos cambiantes, se propaga a sí misma.

Nacen a la velocidad de la luz, y dado que viajan a la velocidad de la luz, no tienen extensión en la dimensión del tiempo, lo que significa que no se aburren durante los 2.6 millones de años. Desde su punto de vista, si tienen uno, ambos están allí y aquí al mismo tiempo. Así que no les moleste viajar.

La radiación electromagnética (y sus propiedades, incluida la velocidad) parece ser fundamental. Se crea cuando se libera energía, pero se autopropulsa.