¿Cuál es un ejemplo notable de energía que se convierte en masa cuando viaja en c en nuestro universo?

Me alegra que lo hayas preguntado. Lo único que sé que se acerca a viajar a la velocidad de la luz es una partícula en un acelerador. Pero en la teoría del campo cuántico, una partícula no es una bola redonda, es un trozo de campo, y las ecuaciones de campo que determinan la forma en que evoluciona este campo contienen la constante c. Esto significa que los cambios en la intensidad de campo no pueden propagarse más rápido que c, como la forma en que las ondas de agua u ondas de sonido solo pueden propagarse a una velocidad determinada por las propiedades del agua y el aire. Entonces, como digo en mi libro (ver Comprender la física fácilmente a través de la teoría cuántica de campos):
La paradoja final de la relatividad es el aumento de la masa debido al movimiento. Se ha observado un aumento de masa experimentalmente en aceleradores de partículas, con incrementos de hasta 3000% para partículas que viajan a más del 99.9% de la velocidad de la luz. ¿Cómo puede crecer la masa de un objeto solo porque se está moviendo?
Explicación intuitiva . Como vimos en el Capítulo 2, masa significa inercia, es decir, resistencia a la aceleración. Si empujas algo y no responde mucho, entonces, por definición, tiene una gran masa o inercia. Ahora acabamos de ver que empujar algo que viaja cerca de la velocidad de la luz tiene poco efecto en su velocidad porque los campos subyacentes ya se están moviendo casi tan rápido como pueden. Por lo tanto, su resistencia a la aceleración se ha vuelto mayor y esto significa que su masa ha aumentado. El aumento de masa es solo otra forma de decir que los campos no pueden propagarse más rápido que c .

Hay 3 ocasiones en las que la equivalencia de energía de masa es relevante

Las reacciones nucleares convierten la masa en energía, por ejemplo, en el sol.
La materia de alta velocidad gana energía cinética al aumentar la masa, por ejemplo, en el LHC
fotones con energía E = hf, se puede considerar que tiene masa E / c ^ 2
Pero en los últimos dos casos no se usa la masa relativista, quizás se usa el engaño y el impulso (p = mv)

No creo que esto ocurra. Según tengo entendido, para viajar en c, la entidad tiene que estar sin masa, como el fotón. Si tiene alguna masa en reposo, su creciente inercia evitará que llegue a c.

Un comentario sobre algunas de las otras respuestas: para la ecuación E = mc ^ 2, la razón por la cual c ^ 2 está allí es por razones dimensionales. La energía tiene la dimensión de ML ^ 2.T ^ -2, y una ecuación como E = m es dimensionalmente incorrecta, a menos que le des a m las dimensiones de la energía. Eso sería extremadamente confuso en muchas circunstancias.

[La pregunta mencionó originalmente la velocidad c ^ 2 en lugar de c. La pregunta ha sido corregida].

Las partículas sin masa viajan en c no en c ^ 2.

La materia es una forma de energía. De hecho, el 99% de su masa en este momento proviene de la energía de unión que mantiene unidos a sus quarks para formar protones y neutrones.

En cuanto al resto, la materia con cualquier masa en reposo (no fotones o gravitones) aumenta su energía cinética a medida que aumenta la velocidad, alcanzando una energía cinética infinita exactamente a la velocidad de la luz.

La energía en sí misma debe ser de algún tipo, ya sea movimiento o impulso de fotones, o algo así, y no se presta para ser descrita en la forma de su pregunta.

Lo más probable es que se refiera a la famosa fórmula para la equivalencia de materia y energía. Pero esa fórmula es esencialmente una conversión de unidades. Es como la conversión de kilómetros a millas multiplicando por 1.6, solo que es la conversión entre nuestras unidades de masa (por ejemplo, kilogramos) y nuestras unidades de energía (por ejemplo, julios o kilovatios-hora) y el factor de multiplicación es c ^ 2 de 1.6.

Siento que esto probablemente sea aún más incomprendido que la mecánica cuántica. Y eso realmente dice algo.

Realmente desearía que Einstein lo hubiera dicho de esta manera:

[matemáticas] E = m [/ matemáticas]

En particular, no puede “moverse en c ^ 2”. c ^ 2 ni siquiera es una velocidad. Es … bueno, no sé qué es, pero las unidades están todas equivocadas. Aceleración de una superficie en expansión, supongo. No importa NO ES UNA VELOCIDAD.

El [math] c ^ 2 [/ math] es un arenque rojo. El hecho de que [math] c [/ math] es una velocidad es, en este contexto, casi completamente irrelevante. Es solo una forma de hacer conversaciones de unidad. Si hubiéramos elegido las unidades correctas (por ejemplo, “años” y “años luz”, o “nanosegundos” y “pies” (un pie es casi exactamente un nanosegundo ligero), no aparecería en absoluto, porque entonces c = 1. De hecho, [matemática] E = m [/ matemática] se aplica solo a los objetos que no se mueven en absoluto.

Para los objetos que se mueven, la fórmula correcta es [matemática] E ^ 2 = m ^ 2 + p ^ 2 [/ matemática], donde p es el momento. En estas unidades a medida que su velocidad se aproxima a c, entonces el impulso (y, por lo tanto, la energía) va al infinito, porque el tiempo y la distancia cambian para los objetos en movimiento. El valor m es la masa en reposo, que nunca cambia, porque está específicamente diseñado para ser considerado desde una perspectiva que no se mueve en absoluto.

Los objetos * ganan * energía a medida que se acercan a la velocidad de la luz, pero no “se convierten en energía”. La masa * es * una forma de energía, por lo que un objeto que se mueve rápidamente actúa como un objeto con mucha masa. Esto sucede todos los días en colisionadores de partículas, pero nunca verás que sucede con objetos a escala macro porque requiere tanta energía para marcar la diferencia que no puedes permitírtelo. Lo más cercano que se obtiene es una explosión nuclear, donde un átomo con una gran masa se divide en dos átomos más pequeños con un poco menos de masa, y el resto de la energía toma la forma de fotones de alta energía que calientan todo muy rápidamente.

No hay ejemplos, notables o no, de una partícula con masa que viaja en c . Lo único que viaja en c es la luz, que no tiene masa. Sin embargo, a medida que las partículas con masa se mueven a velocidades relativistas, se puede observar experimentalmente el aumento de la masa.

La misa no es algo en lo que se pueda convertir algo. La masa ni siquiera es entendida al 100% por la mayoría de las personas. Es un atributo que tiene algo, no un objeto físico. La masa es la fuerza que consideramos empujar. Es un campo magnético en movimiento que empuja los campos circundantes a su manera. Es el espacio uniendo la materia, también conocida como gravedad. Es cuestión de deformar el espacio a su alrededor ya que dos objetos no pueden ocupar la misma área al mismo tiempo.

Un campo magnético estacionario no está empujando activamente algo, por lo que no está exhibiendo masa. La materia siempre está presionando contra el espacio-tiempo y viceversa. La materia desplaza la TELA del espacio.

Infinito 1D para hacer 2D. ¡Infinito 2D para hacer que el entorno 3D sea importante!

El Big Bang.

Ahora entendemos que el espacio se está expandiendo, ¿correcto? La expansión parece tener lugar en todas partes donde hay espacio, lo que significa que cuanto mayor es el desplazamiento, mayor es el grado de recesión (mayor es la tasa de desplazamiento creciente) entre dos puntos. Eso es lógico, que en algunos desplazamientos, dos puntos experimentarían acumulativamente un grado de recesión que excedería c, y esto sería cierto para cada punto en el espacio y para cada período de expansión.

Entonces, cuando miramos lo más lejos que podemos, miramos más hacia el pasado. Los objetos más lejanos experimentan un grado de recesión que es> 90% de c. A medida que miramos aún más lejos, ¿qué evento histórico importante se está acercando a la vista a medida que el grado de recesión se acerca cada vez más a c?

Durante ese período de tiempo, ¿no eran intercambiables la materia y la energía?

Si viajaras en c ^ 2 todo sería notable, ¡y cómo!

Lamentablemente, c ^ 2 es simplemente una constante.

El mejor ejemplo que puedo darle es que Mach 1 es la velocidad del sonido. Convertimos eso a metros por segundo al multiplicar por 343.

343 es una constante. Podríamos llamarlo s. Puede haber ecuaciones que incluyan el término s ^ 2 como una constante. No significa que s ^ 2 tome vida propia. Es solo una constante.

Creo que has entendido mal toda la cosa c ^ 2

Si c es la velocidad máxima, entonces nada puede viajar a esa velocidad al cuadrado

pero las cosas sí ganan masa a velocidades más altas, por ejemplo, si un objeto viaja al 99% c y se vierte energía para hacerlo más rápido, mucha de esa energía hará que el objeto sea más masivo en lugar de más rápido

Una pregunta un poco confusa ya que la energía es solo masa en movimiento relativo. Por lo tanto, la energía no se convierte en masa. La energía es solo masa en movimiento relativo.