¿Por qué un objeto no puede viajar a la velocidad de la luz o más rápido?

Ningún objeto puede viajar más rápido que la velocidad de la luz a través del espacio. Cuando dices viaje, el medio en el que viaja es muy importante. El espacio es el medio general en el que existen todos los objetos, por lo que medimos la velocidad en relación con él.

¿Hay algún otro medio que permita que los objetos viajen más rápido que la velocidad de la luz? Algunos científicos piensan que ese campo taquiónico existe, pero no hay pruebas de ello.

Déjame elaborar lo que quiero decir. Considere una cuerda cuyo extremo está atado a una barra estacionaria y su mano agita el otro extremo creando ondas en la cuerda. Tal vez podríamos sentir el efecto de las ondas de la cuerda desde el exterior, pero solo existen en la cuerda. Las ondas de la cuerda viajan en la cuerda.

Dependiendo de la velocidad a la que la agite, las propiedades de la ola cambiarán. Es posible que necesite instrumentos sensibles para medirlo con precisión, pero no importa qué tan rápido agite, el tiempo necesario para que una ola que se originó en su mano alcance el otro extremo de la cuerda permanecerá constante. Pero según la velocidad a la que mueva su mano, las propiedades de la ola cambiarán. Su longitud de onda y frecuencia serán alteradas. Si agita más rápido poniendo más energía, la longitud de onda será alta y la frecuencia será baja y viceversa.

Esta es una propiedad para todas las olas. No solo se aplica a las ondas de la cuerda, también se aplica a las ondas de agua, ondas de sonido y ondas electromagnéticas. La frecuencia y la longitud de onda son inversamente proporcionales, mientras que la velocidad a la que se mueve la onda sería constante. Según la frecuencia diferente en el sonido, escuchamos un tono diferente. Mientras que la frecuencia diferente en la luz produce un color diferente. Sin embargo, la velocidad del sonido y la luz es constante en su medio.

Sin embargo, la velocidad de la ola puede cambiar según el material que elija como cuerda. La velocidad depende de la flexibilidad y la tensión de la cuerda. Factores como la temperatura y la presión pueden afectar la tensión de la cuerda, lo que podría alterar la velocidad.

Considera las ondas de agua. La velocidad de las ondas de agua puede variar según la densidad, las impurezas, la temperatura y la presión. Pero tome un estanque donde la presión y la temperatura sean relativamente estables, las olas de agua serán de velocidad constante. Imagine que viaja en un bote en este lago que crea olas de agua a su alrededor. Cuando el bote se mueve, puede notar que las ondas de agua en la parte delantera del bote son muy diferentes de las de su parte posterior. Las ondas en el frente tendrán una longitud de onda más pequeña que las de su parte posterior. Esto se debe al fenómeno llamado efecto Doppler. Estas ondas de agua pueden tener diferentes frecuencias y longitudes de onda en función de la velocidad a la que se mueve el barco. Cuando el bote se mueve más lento, las olas producidas en el frente tendrán una longitud de onda mayor. A medida que aumenta la velocidad del bote, puede notar que la longitud de onda de las ondas de agua en la parte delantera del bote disminuye lentamente. Pero la velocidad de la ola de agua sigue siendo la misma. Una ola de agua no puede superar a esta otra.

Si la velocidad del bote coincide con la velocidad de las olas del agua, entonces no habrá olas producidas en su frente. Las olas se producen solo detrás del bote. Las olas en el frente desaparecen. Si viajamos en o por encima del límite de velocidad máxima de una ola en el agua, la ola de agua no existe. El agua es incapaz de crear olas más rápido que nuestro bote para producir olas en frente del bote.

El mismo fenómeno puede explicarse en las ondas sonoras. El sonido no es más que vibraciones en las moléculas de gas o aire. Sin aire, el sonido no puede viajar. Por lo tanto, dentro de un vacío no existe el sonido. El sonido es solo otro nombre para las ondas de aire. También tiene diferentes frecuencias que se pueden diferenciar por tono. La velocidad del sonido al nivel del mar a temperatura ambiente (25 ° C) es 1225.044 kilómetros / hora. Este valor es constante pero varía según la presión del aire y la temperatura.

Consideremos que la velocidad es de 1225 km / h. En nuestro experimento mental, esta es la velocidad máxima a la que puede viajar el sonido. Este es el límite de velocidad del sonido.

Considere que viaja en un automóvil a una velocidad de 100 km / h y emite un sonido de bocina. ¿Cuál sería la velocidad de ese sonido de bocina? ¿Es la velocidad del sonido más la velocidad del automóvil (1225 + 100 = 1325), que es 1325 km / hora o solo 1225 km por hora? ¿El sonido de la bocina de un automóvil estacionario es superado por este automóvil en movimiento? ¿Puede un sonido superar a otro?

Piense en el ejemplo anterior donde el bote en movimiento produce olas de agua con menos longitud de onda en el frente que el bote estacionario. El mismo fenómeno se aplica aquí. El sonido producido por un vehículo en movimiento tendrá ondas de sonido que están más comprimidas con menos longitud de onda de lo habitual. Pero la velocidad permanece constante en relación con el aire donde la presión y la temperatura son estables. No importa si te mueves y produces sonido o cuando estás parado. El aire alrededor se comprime y se ajusta de acuerdo con su velocidad para que la velocidad del sonido o el límite de velocidad de las ondas de aire sea constante. Debido a esta compresión, el tono del sonido puede diferir, pero la velocidad no puede variar.

Ahora hemos inventado vehículos que viajan más rápido que la velocidad del sonido. Supongamos que en un vehículo así viajamos a la velocidad del sonido y producimos un sonido de bocina, entonces no se producirán vibraciones en el frente. Al igual que no hay olas producidas por el bote en el agua cuando viaja ao por encima del límite de velocidad de las olas en el estanque. Por lo tanto, a la velocidad del sonido, las ondas sonoras desaparecen y el sonido no existirá. La velocidad del sonido es la velocidad máxima a la que una onda puede viajar en el aire. Cuando intentas hacer un sonido cuando viajas a la velocidad del sonido o por encima de ella, no habrá ondas de sonido que viajen frente a ti. Por lo tanto no habrá ningún sonido. A la velocidad del sonido, el aire se ajusta de tal manera que el sonido no existe. Puede decir que el sonido existe solo por debajo de esta velocidad. Cualquier cosa que viaje más rápido que la velocidad del sonido no puede producir sonido en su frente, sino solo en la parte posterior. Cualquiera que esté detrás de ti puede escuchar, pero no el que está a tu frente. La onda de sonido no puede viajar cuando se intenta producir por una fuente que se mueve más rápido que la velocidad del sonido. A la velocidad del sonido, el sonido desaparece.

Las imágenes a continuación demuestran este efecto.

El espacio es el medio donde nosotros, la Tierra, y todo lo que sabemos. El espacio también es realmente muy flexible. Puede vibrar y producir olas. Las mismas reglas de las olas que estaban en la cuerda, el agua y el aire también se aplican al espacio. La luz es una onda que viaja en el espacio. Al viajar al límite de velocidad de las olas de agua, sus olas desaparecen. Al viajar a la velocidad del sonido, las ondas sonoras desaparecen. Al viajar a la velocidad de la luz, que es la velocidad más rápida posible, la ola en el espacio desaparece. No puede haber nada más que pueda crear este fenómeno y es por eso que la luz es la cosa que se mueve más rápido en el universo a través del espacio. Es por eso que nada puede viajar más rápido que la luz en el espacio.

Sobre la base de su Teoría especial de la relatividad, Einstein demostró que la masa aumenta a medida que aumenta la velocidad según la relación

[matemáticas] m = \ frac {m_0} {\ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2}} [/ matemáticas]

donde [math] m_0 [/ math] es la masa en reposo del objeto. Si v = c, entonces m = infinito. Pero la ley de movimiento de Newton dice que fuerza = masa × aceleración. Entonces, cuando m = infinito, entonces, fuerza = infinito. Significa que se necesitaría una fuerza infinita para acelerar un objeto a la velocidad de la luz. Dado que no hay fuerzas infinitas en el universo, un objeto no puede tener una velocidad igual o mayor que la velocidad de la luz o la velocidad del fotón. Un físico indio, el Dr. Sudarshan, imaginó una partícula llamada ‘Tachyon’ que puede viajar a una velocidad mayor que la de la luz, pero hasta ahora, no tenemos evidencia experimental de la existencia de esta partícula hipotética.

Necesitamos examinar cómo Einstein explicó e = mc2. En su papel,

¿La inercia de un cuerpo depende de su contenido energético?

Al describir la Relatividad Especial en su primer artículo, Einstein explicó cómo a medida que la masa se acerca a la velocidad de la luz, el tiempo se dilata, la masa aumenta hasta el infinito y la longitud / distancia se acorta desde el punto de vista del observador estacionario.

Einstein utilizó un observador estacionario con respecto a otro cuerpo en movimiento. Al hacer la observación utilizando el teorema de Pitágoras desde el punto de vista del observador, Einstein observó “teniendo en cuenta que la luz siempre se propaga a lo largo de estos ejes, cuando se ve desde el sistema estacionario, con la velocidad es la raíz cuadrada de v-cuadrado menos c-cuadrado “. (Para una explicación completa y fácil, vea el libro” “¿Por qué e = mc2?” de Brian Cox).

Sin embargo, Einstein continuó en un segundo artículo para señalar lo que vería un observador de alta velocidad al ver un objeto estacionario que emite luz.

Einstein describió un objeto que irradiaba luz e inmóvil con respecto a otro sistema en movimiento. El otro sistema vería que la velocidad de la luz se mantiene igual, pero la masa del objeto disminuirá para el observador relativista. Entonces Einstein calculó dónde iría la pérdida de masa para conservar el sistema. Llegó a la conclusión de que la energía de la masa se transferiría matemáticamente al haz de luz que irradia la masa estacionaria.

Su conclusión fue: “Si un cuerpo emite la energía L en forma de radiación, su masa disminuye en L / c²”. Cambiando L a e, obtenemos la ecuación e = mc2.

El cuerpo debe irradiar para perder energía en su ecuación.

Las partículas subatómicas se aceleran en colisionadores de hadrones hasta casi la velocidad de la luz todo el tiempo. Pero se les infunde energía durante el proceso de aceleración, por lo que la partícula no se desintegra.

E = mc2 significa que la energía se conserva. La masa inmóvil tiene el contenido de energía equivalente a un número descrito por la cantidad de velocidad de la luz al cuadrado. Einstein dice en su artículo: “La masa de un cuerpo es una medida de su contenido de energía”. Einstein estaba midiendo cuánta masa de energía tiene en reposo.

En física clásica, el impulso aumenta con la velocidad

impulso = masa * velocidad. La masa no cambia con la velocidad, el momento cambia.

Cuando hablamos de la masa de un objeto en reposo, nunca cambia. Déjame escribir de una manera más simplista.

Ahora cuando aplicamos la ecuación de Einstein e = mc2. Esto significa que la energía y la masa son intercambiables. La masa se puede convertir en energía y la energía se puede convertir en masa. Ahora, si desea que un objeto viaje del estado estático al estado dinámico, debe aplicarle energía. Eso significa que está agregando más masa al objeto. Para acelerar aún más el objeto, necesita aún más energía, eso significa que está agregando aún más masa al objeto. Esa forma de alcanzar el objeto para viajar a la velocidad de la luz requería una cantidad infinita de energía y alcanzaba una masa infinita. Esta es una situación imposible, por lo tanto, ningún objeto puede viajar más rápido que la velocidad de la luz.

En el vacío No es posible … Porque necesitas energía infinita para viajar en c. Solo las partículas sin masa pueden viajar a la velocidad de la luz.

Pero en otros medios como el agua, es posible. El electrón va más rápido que la luz y este fenómeno se llama radiación de Cherenkov o auge luminal.

Hay una cosa más que puede ir más rápido que la luz. Taychone una partícula hipotética que puede ir más rápido que la luz. Este artículo teórico aún no está probado.

Entonces, en el vacío, solo las partículas sin masa pueden ir con la velocidad de la luz.

La premisa de esta pregunta es falsa. [matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas] no se trata de objetos que viajan a la velocidad de la luz, ni se trata de producir energía de ninguna forma.

Más bien, [matemática] E = mc ^ 2 [/ matemática] expresa una equivalencia entre la masa en reposo y la energía, siendo [matemática] c ^ 2 [/ matemática] el factor de conversión entre los dos.

Lo que te dice, por ejemplo, es que si un objeto absorbe una cantidad de energía [matemática] E [/ matemática] (por ejemplo, en forma de calor) su masa aumentará en [matemática] E / c ^ 2 [/ matemáticas]. O si un objeto irradia energía [matemática] E [/ matemática] al espacio vacío (nuevamente, por ejemplo, en forma de calor) su masa disminuirá en [matemática] E / c ^ 2 [/ matemática].

Entonces [matemática] E = mc ^ 2 [/ matemática] es precisamente la expresión detrás de la conservación de energía (en masa). No te dice cómo producir energía. Te dice qué sucede con la masa cuando se gana o se pierde energía. Pero finalmente, te dice que la masa es simplemente una manifestación de energía. Una demostración perfecta de ese hecho es la masa de objetos cotidianos como un ladrillo o una pelota. Solo alrededor del 1% de esa masa se debe a la masa restante de partículas constituyentes (quarks). El 99% restante se debe a la energía de enlace entre esos quarks. Entonces, la próxima vez que sienta el peso de algo en sus manos, piense en [matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas]; El 99% de lo que sientes no es descansar en masa, sino energía. El peso de la energía, para ser un poco poético al respecto.

Eso no es lo que dice la ecuación de Einstein. El término c es una constante de proporcionalidad y es igual a la velocidad de la luz en el vacío. La equivalencia entre masa y energía existe independientemente de la velocidad del objeto en particular.

No, absolutamente imposible. De acuerdo con la fórmula de equivalencia de masa-energía de Einstein E = mc ^ 2 (E ^ 2 = m ^ 2c ^ 2 + p ^ 2c ^ 2, fórmula completa), la energía que tiene el objeto debido a su movimiento se sumará a su masa. En otras palabras, hará que sea más difícil aumentar su velocidad. Este efecto solo es realmente significativo para los objetos que se mueven a velocidades cercanas a las de la luz. Por ejemplo, al 10 por ciento de la velocidad de la luz, la masa de un objeto es aproximadamente un 0,5 por ciento de lodo de lo normal, mientras que al 90 por ciento a la velocidad de la luz sería más del doble de su masa normal. A medida que un objeto se acerca al punto de luz, su masa aumenta cada vez más rápidamente, por lo que se necesita cada vez más energía para acelerarlo aún más. De hecho, nunca puede alcanzar la velocidad de la luz, porque para entonces su masa se habría convertido en infinita, por la equivalencia de masa y energía, se necesitaría una cantidad infinita de energía para llegar allí. Por esta razón, cualquier objeto normal está confinado para siempre por la relatividad para moverse a velocidades más lentas que la velocidad de la luz. Solo la luz, u otras ondas que no tienen “masa intrínseca”, pueden moverse a la velocidad de la luz.

Esa famosa ecuación da la equivalencia energética de la masa, o la cantidad de energía en una cantidad de masa. No indica la cantidad de energía por alguna masa que viaja a cualquier velocidad, incluida la velocidad de la luz. Esta ecuación no tiene nada que ver (directamente) con la conservación de la energía.

VmL

Ningún objeto puede viajar. Sin embargo, si pones energía para hacer que ese objeto se mueva con la velocidad de la luz, significa que la energía tiende a convertirse en masa de ese objeto. Si continúas poniendo más energía significa que todos ellos aumentan la masa del objeto pero no ayuda a establecer el objeto con la velocidad de la luz. Esto se llama equivalencia de energía de masa por EINSTEIN … E = mc ° 2

La masa m en esta ecuación es la masa en reposo, por lo que cualquier partícula con masa en reposo m no puede moverse con una velocidad igual a la velocidad de la luz C, esto es bien conocido en la teoría especial de la relatividad, queda claro por la fórmula M = m / [1-v ^ 2 / c ^ 2] ^ 1/2, donde M es la masa en http: // motion. Para estar seguro de poner v = c, encontrarás M —-> infinito, lo que significa que necesitas energía infinita para deje v = c, es http : // impossible. Así que piénselo bien antes de preguntar, por favor.

Bueno

Sabes c = 3 × 10 ^ 8 m / s, que es un número enorme.

Imagina un cuerpo a tan alta velocidad que la energía cinética es enorme.

E = mc ^ 2 nos dice que la energía y la masa son interconvertables.

Por lo tanto, cuanto mayor sea la energía, más energía se convertirá en masa, por lo que más masa.

Para una energía cinética tan grande, la masa será tan grande que será imposible aplicar esa fuerza suficiente para alcanzar esa velocidad.

Entonces, básicamente, ningún cuerpo puede ir más rápido que la velocidad de la luz o incluso igualar la velocidad.

Es una observación, no hay teorías que digan que las cosas no pueden viajar más rápido que la velocidad de la luz. Sin embargo, uno debe entender que si se propone que algo viaja más rápido que la velocidad de la luz, entonces también hay que reescribir toda la relatividad que se ha probado muchas veces.

Míralo de esta manera:

E = mc2 no tiene nada que ver con la velocidad de la luz.

En esta ecuación, c es solo un gran número que resulta ser igual a la velocidad de la luz.

Lo que significa la ecuación es que la energía contenida en, digamos, un gramo de materia es igual a 1 gramo por 9 × 10 ^ 16 m2 • s2

La unidad de energía es el Joule. Un Joule es la energía requerida para aplicar un Newton de fuerza a una masa de un kilogramo en una distancia de un metro en un segundo.

Eso no es lo que dice la ecuación. Esa ecuación representa puramente la relación entre energía y materia.

Lo que básicamente dice es que la energía dentro de un objeto es igual a su masa a un factor de la velocidad de la luz al cuadrado.

No hay leyes violadas.

Simplemente porque los objetos tienen una masa de reposo distinta de cero. Los que tienen una masa de reposo distinta de cero nunca pueden viajar a la velocidad de la luz porque eso requeriría energía infinita. Una velocidad comparable a la velocidad de la luz es posible pero igual y más rápida que la velocidad de la luz es un concepto falso.

Significado incorrecto para esa fórmula. Esa fórmula le dice la “energía en reposo” de un poco de masa, en reposo, en el marco para el cual “E” es significativo. La fórmula más completa es

E² = ( p c) ² + (mc²) ², donde p es el momento relativista.

La masa es una forma especial de energía, una que solo puede moverse a menos de c. La luz es una forma de energía que solo puede moverse AT c.

Solo la partícula de taquión puede viajar más rápido que la luz, lo que en realidad es hipotético. Según una teoría, solo se puede formar cuando los rayos cósmicos golpeen la superficie de la Tierra.

Eienstine dijo que nada puede viajar más que la velocidad de la luz