Esa es una buena pregunta. Pero aquí yace un gran problema con su pensamiento.
Estás utilizando las ideas de la mecánica newtoniana (que es una aproximación) para responder una pregunta fundamental de la física relativista.
Dejame explicar. En Mecánica Newtoniana, no piensas demasiado en la masa. Simplemente aceptas que “la masa da inercia”. Doblar la masa = Doblar la inercia. ¿Pero de dónde viene esta masa? Esta pregunta nunca se responde realmente en la Mecánica Newtoniana. Tome una manzana de 1 kg por ejemplo.
¿De dónde vino la masa de 1 kg de manzana?
Podrías adivinar: es la masa total de todas las partículas de la manzana
- ¿Por qué el tiempo corre lento si viajamos tan rápido como la luz?
- Según el sitio web del CERN, las corrientes de protones se aceleran a casi la velocidad de la luz en direcciones opuestas y luego chocan en el LHC. Un observador ve cada corriente a una velocidad cercana a la de la luz. Sin embargo, la velocidad de cierre de las corrientes no puede exceder la velocidad de la luz. ¿Cómo se explica esta paradoja / contradicción?
- ¿Cuánto tiempo pasará antes de que se encuentre otro medio de información más rápido además de la luz?
- ¿Por qué solo hay una velocidad de luz y sonido?
- ¿Qué bloquea la luz entre mis dedos cuando los muevo muy juntos?
Entonces, ¿de dónde viene la masa de cada partícula?
¿Masa total de partículas aún más pequeñas que forman cada partícula?
Bueno, si continúas con esto eventualmente obtendrás la partícula más fundamental. Entonces, ¿de dónde viene su masa?
Ermm …?
Por lo tanto, puede dar por sentado la masa por completo para las cosas grandes que están hechas de billones de cosas pequeñas, como una manzana o una silla, o incluso átomos o moléculas para el caso.
Sin embargo, a medida que avanza hacia las cosas más fundamentales (como electrones, quarks, fotones) ya no podemos dar por sentado la masa / inercia. Si lo hacemos, terminamos con ideas erróneas frustrantes, como la que está teniendo en este momento.
Así es como funcionan las cosas.
Si baja al nivel más fundamental, verá que cosas como los electrones quarks o incluso los fotones no tienen ningún concepto de masa. No hay tal cosa como masa o inercia. Wow, esa es una declaración bastante audaz que dirías. Bueno, lo es. Y todas estas partículas viajarían a la misma velocidad, la velocidad de la luz. Y no pasaría el tiempo para ninguna de estas partículas. (Solo puedes experimentar el tiempo si viajas más lento que la velocidad de la luz)
Así que ahora podemos comenzar a hacer la pregunta correcta
Si las partículas más fundamentales tienen menos masa, entonces ¿por qué las cosas grandes tampoco tienen menos masa? ¿No debería ser todo menos masa y viajar a la velocidad de la luz y así nada debería experimentar el tiempo, y el concepto de inercia o fuerza o aceleración ni siquiera debería existir?
La respuesta es energía. Resulta que la inercia no proviene de la masa, sino que proviene de la energía confinada. Suponga que toma un solo fotón y lo atrapa dentro de una caja de masa de exactamente 1 kg, y asegúrese de que tenga paredes perfectamente reflejadas.
El fotón seguirá rebotando en las paredes (a la velocidad de la luz), pero todo el sistema puede considerarse estacionario en promedio. (al igual que una caja vacía llena de muchas moléculas de aire oscilantes puede considerarse estacionaria)
Es de esperar que la masa total de todo el sistema de fotones de caja sea exactamente de 1 kg (porque los fotones no tienen masa). Pero eso está mal. Resulta que este sistema tiene una masa de 1 kg + algo. Lo que significa que si intentas acelerar esta caja, tendrás que esforzarte más por el fotón confinado.
Bueno, puede que estés muy emocionado, ¿cuánto es esa masa extra? ¿Cuánto cuesta? ¿CUÁNTO CUESTA?
Eso se puede encontrar usando la famosa ecuación de Einsteins m = E / c ^ 2, donde m representa esa masa extra, E la energía del fotón (que es hf, f = frecuencia) y c es la velocidad de la luz.
Ahora tenga en cuenta que no estoy diciendo que el fotón tenga masa, m = E / c ^ 2, pero si confina un fotón dentro de una caja, entonces está agregando masa a ese sistema, que es E / c ^ 2.
De aquí viene la masa. Así es como nuestra Caja consiguió más inercia. Si agrega dos fotones, obtendrá el doble de la masa extra. Cuantos más fotones agregues, más masa extra obtendrás. Así es como, las partículas compuestas terminan obteniendo inercia.
Entonces, básicamente, estás hecho de cosas sin masa / inercia, que siempre viajan a velocidades de la luz (que nunca se pueden acelerar, ese concepto ni siquiera tiene sentido en nuestro universo), y no experimentan el tiempo en absoluto.
Es solo cuando consideramos todo el sistema como un todo, cuando el movimiento aleatorio puede cancelarse y el sistema puede tener propiedades como, puede estar en reposo, o puede moverse, o su velocidad puede cambiar, y tiene el lujo de nunca poder viajar a la velocidad de la luz, y esto también nos da el lujo de experimentar el tiempo.
Entonces TL; DR, Inercia, aceleración y tiempo son los lujos o propiedades que solo tienen sentido cuando se considera un sistema de partículas. Estos conceptos no tienen sentido para partículas individuales (como fotones, electrones, etc.)
PD Quizás se pregunte, ¿por qué entonces los electrones y los quarks tienen masa? ¿No deberían ser menos en masa también? Bueno, resulta que incluso estos tipos están ‘atrapados’ (no dentro de una caja) en algo llamado, el campo de Higgs. Es por eso que decimos que el campo de Higg da masa, básicamente atrapan las energías de, de lo contrario, la velocidad de la luz mueve electrones y quarks. Los fotones no se ven afectados por el campo de Higg.
