Como ya han notado otros respondedores, la velocidad de la luz es una cantidad considerable y, por lo tanto, su tamaño depende de las unidades que use para medirla. En otras palabras, cuando dice que la velocidad de la luz es alta, la está comparando con su unidad de medida, que es (quizás) 1 m / s. La velocidad de la luz es 299,792,458 veces mayor que esta, por lo que parece muy alta. Si elige que su unidad sea la velocidad de la luz misma, entonces la mayoría de las otras velocidades parecen muy bajas, en lugar de que la velocidad de la luz parezca muy alta.
Sin embargo, también me gustaría tomar otro rumbo aquí, que espero sea más esclarecedor, reformulando la pregunta. La velocidad de la luz es mucho, mucho mayor que las velocidades que encontramos en nuestra vida cotidiana; ¿Por qué es esto?
La respuesta tiene que ver con las densidades de energía. Consideremos un objeto de masa [matemática] M [/ matemática], inicialmente en reposo. ¿Cuánta energía se necesitaría para acelerarlo, por ejemplo, al 1% de la velocidad de la luz? Esto todavía es lo suficientemente lento como para que podamos tratarlo de manera clásica; la respuesta es entonces sobre [matemática] 0.00005Mc ^ 2 [/ matemática], o 1/20000 de la energía en reposo del objeto. Si el objeto no está siendo acelerado por fuerzas externas , toda esa energía tiene que venir del interior del objeto mismo. Es decir, el objeto tiene que estar en un estado excitado (a pesar de que normalmente no lo consideramos así), y tiene que pasar a un estado de menor energía. La diferencia de energía debe ser suficiente para compensar la energía cinética necesaria para la aceleración.
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1/20000 no parece mucho, pero ¿qué tipos de densidades de energía podemos lograr típicamente? Consideremos una reacción química simple, la combinación de hidrógeno y oxígeno para formar agua. Dos moles de moléculas de hidrógeno y un mol de moléculas de oxígeno tienen una masa combinada de aproximadamente 0.036 kg, que corresponde a la energía en reposo de aproximadamente 8.99 * 10 ^ 16 J. La energía libre de reacción bajo SATP es aproximadamente 1.19 * 10 ^ 5 J [ 1] Vemos entonces que la energía liberada en una reacción química típica es del orden de magnitud de una billonésima parte de la energía restante de los reactivos. Así que olvídate de construir un automóvil a gasolina que pueda alcanzar el 1% de la velocidad de la luz, simplemente no es posible. A los autos eléctricos no les irá mejor: una batería es solo un dispositivo que convierte un gradiente de energía química en electrostático y, por lo tanto, no puede lograr una mayor densidad de energía de esa manera.
Los seres humanos somos impulsados por reacciones químicas. Así son todos los demás seres vivos. Por lo tanto, ningún organismo conocido puede impulsarse a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, de la misma manera.
¿Qué pasa con la escala nuclear ? La fisión de un núcleo de uranio-235 genera alrededor de 202 MeV de energía [2]. La energía en reposo de un núcleo de uranio-235 es de aproximadamente 219000 MeV. Entonces, en una reacción nuclear, puede recuperar aproximadamente 1/1000 de la energía restante de los reactivos. Entonces, ¿qué nos impide construir un vehículo nuclear que alcance el 1% de la velocidad de la luz? Esencialmente, el hecho de que los reactores nucleares son muy grandes y complicados, por lo que hay que arrastrar toda esa masa adicional.
Finalmente, deberíamos preguntarnos por qué estos “estados excitados” que utilizamos ( p . Ej. , Hidrógeno y oxígeno gaseoso como estado excitado en relación con el agua, o uranio-235 como estado excitado en relación con los productos de fisión) son tan poco convincentes. ¿Por qué la diferencia de energía que podemos extraer de ellos es solo una pequeña fracción de la energía restante? Básicamente, tenemos suerte de que podamos obtener tanto . Debido a la entropía, los estados excitados siempre decaen, durante un período de tiempo suficientemente largo. El uranio-235 se descompone naturalmente; la fisión nuclear solo la obliga a relajarse más rápidamente (aunque los productos no son los mismos). Incluso el hidrógeno y el gas oxígeno, si los dejas en un recipiente sellado durante el tiempo suficiente (no sé cuánto tiempo), eventualmente se combinarán por completo para formar agua. Tenemos suerte de que existan estados emocionados que vivan lo suficiente como para que podamos almacenarlos y usarlos como combustible. Compare esto con, digamos, el delta más barión, que es un estado excitado del protón. Cuando se descompone, libera alrededor del 24% de su energía en reposo. Si pudiéramos tener un tanque de hidrógeno donde todos los protones son reemplazados por delta más bariones, ¡imagínese cuánta propulsión podríamos obtener de eso! Desafortunadamente, el delta más barión decae en unos 10 ^ -24 s, y no hay forma de obligarlo a durar más.
