Si viajaba a la velocidad de la luz y arrojaba una pelota de béisbol a 100 millas por hora, ¿no está la pelota viajando más rápido que la velocidad de la luz?

No. El universo no funciona así.

La pelota de béisbol viajaría en relación con usted a una velocidad de 100 mph con un vector hacia adelante, pero en relación con un objeto que se mueve más lentamente, tanto usted como la pelota viajarían a la velocidad de la luz … y sujetos a cosas extrañas como la dilatación del tiempo .

Tomando prestado de otra respuesta, el espacio no es lo que crees que es. Tampoco el tiempo. Vivimos en una burbuja, y ocupamos una sección lo suficientemente pequeña de la burbuja para que lo curvo se sienta plano. Es algo así como cuando caminas por la superficie de la Tierra y, a todos los efectos prácticos, experimentas una “planitud” comparativa a tu alrededor, pero sabes que la Tierra es una esfera, por lo que debes estar en una curva. Lo mismo ocurre con el lugar de la Tierra en el universo y su lugar en la estructura del espacio-tiempo. Descubrí que salir de un modelo mental de [punto-> línea-> rectángulo-> cubo] y comenzar a pensar alrededor de [punto-> círculo-> esfera-> burbujas] ha hecho que algunas de las cosas más complicadas empiecen a sentirse más natural.

Cuando te mueves a “velocidad normal” (con respecto a otro objeto / observador), los universos parecen bastante rectos y planos. Cuando comienzas a acercarte a la velocidad de la luz, comienzas a experimentar la curvatura del universo cuando observas objetos que no se mueven tan rápido.

Para tener una mejor idea, mira este video que publicó Adrien Lucas Ecoffet.

También puede ir a http://www.realtimerelativity.org y jugar con un simulador de relatividad creado por un equipo de la Universidad Nacional de Australia.

La velocidad siempre es relativa a algo, por lo que sería útil reformular esta pregunta y decir que las velocidades son relativas a la superficie de la tierra. Además, dado que es imposible viajar a la velocidad de la luz, digamos que está viajando 1 mph menos que la velocidad de la luz.

La respuesta a la pregunta es que puedes lanzar la pelota y, desde tu perspectiva, se alejará 100 mph de ti. Desde alguien parado en la superficie de la perspectiva de la Tierra, viajará más rápido que usted, pero menos que la velocidad de la luz. Esto parece una contradicción, pero la contradicción desaparece cuando abandonas la idea de que el tiempo se comporta de la misma manera en cada marco de referencia.

Podría profundizar en por qué este es el caso si lo desea (incluso incluir algo de matemática si está dispuesto), pero esa es la respuesta.

Aunque no puede ir a la velocidad de la luz, aún puede ir 1 mph por debajo de la velocidad de la luz. Todavía puede lanzar una pelota a 10 mph cuando va a esta velocidad, en su propio marco . El observador externo lo verá de manera diferente y nunca lo verá ir más rápido que la luz.

La razón es que, aunque la pelota va 10 mph más rápido que usted en su marco de referencia, debe ir a menos de 1 mph más rápido que usted en el marco de referencia del observador . Esto se debe a que el tiempo es más lento en el marco de referencia (del lanzador) que en el marco del observador.

Entonces, cuando lanzas la pelota, ves que va a 10 mph en relación a ti, pero un observador verá que va mucho menos rápido que tú. ¡Es por eso que la relatividad es tan contraintuitiva y alucinante! Lleva a la conclusión de que no existe una medida absoluta de tiempo, velocidad o espacio; todo depende del marco de referencia.

Bueno, la respuesta más corta es:

Por definición, si hicieras eso, la pelota viajaría más rápido que la velocidad de la luz pero … no serías capaz de hacerlo.

Primero, está la cuestión de que los objetos con masa no pueden viajar a la velocidad de la luz; segundo, está la cuestión de que en realidad no arrojas algo a una velocidad, lo lanzas con fuerza.

Está bien, así que estoy seguro parece pedante. Vamos a ajustar:

Si viaja a una velocidad cercana a la de la luz y arroja una pelota con la fuerza necesaria para que normalmente se aleje a 100 MPH de usted, lo que encontrará es que no podrá hacerlo ir “tan rápido” porque La masa de un objeto cerca de la velocidad de la luz no es la misma que en nuestra experiencia normal. Más masa significa que la misma cantidad de fuerza conduciría a una menor aceleración, lo que significaría menos velocidad.

Por supuesto, junto con esto está el hecho de que no solo la masa se vuelve divertida cerca de la velocidad de la luz, sino también su longitud y tiempo. Si desea saber “¿Por qué?”, ​​En un cierto nivel que va más allá de lo que cualquiera puede responder, pero la realización fundamental se basó en un hecho:

Todos asumieron que la verdad básica de su suposición inicial (llamada Relatividad Gallileana) era cierta porque eso es lo que tiene sentido para nosotros como seres humanos. Nosotros comenzamos a hacer experimentos para demostrar esto. Todos fallaron. No importa lo que hicieron, la velocidad de la luz se mantuvo igual.

Luego comenzamos a hacer que los científicos (Maxwell, Lorenz, Einstein) establezcan una visión del mundo coherente que sea consistente con estos resultados y que sea capaz de predecir resultados una y otra vez, y bueno, el problema es que la masa, la longitud y el tiempo tienen que asumir formas muy diferentes para que funcione. La buena noticia es que al menos es más intuitivo que la mecánica cuántica. 😉

Lógicamente sí, en realidad no. He visto en un episodio del Universo que trajo a colación este punto. Explica que a pesar de que esto funciona con materia y movimiento normales, no es así con la luz. Puede moverse casi a la velocidad de la luz, encender una linterna y ver cómo el rayo se aleja lentamente de usted. La luz va a la velocidad de la luz y puede ir más lenta, pero nunca más.

Espere un momento y un tipo realmente inteligente le explicará con sus palabras de matemáticas lo que básicamente acabo de explicar.

¡No!
De la fórmula de adición de velocidad de la relatividad especial,
[matemáticas] w = \ frac {u + v} {1 + uv / c ^ 2} [/ matemáticas],
podemos calcular así …
[matemáticas] w = \ frac {c + v} {1 + cv / c ^ 2}, [/ matemáticas]
[matemáticas] w = \ frac {c + v} {1 + v / c}, [/ matemáticas]
[matemáticas] w = \ frac {c + v} {(c + v) / c} = c. [/matemáticas]
Finalmente, tienes el resultado final w = c.

Depende de quién esté mirando. Su árbitro que no se mueve le dirá que abandonó el montículo y descalificará el campo. Mientras tanto, el estadio será destruido en un instante que matará a todos a una distancia visual mientras la pelota sale de la galaxia. El lanzador lo seguiría rápidamente, ya que su masa infinita no puede detenerse lo suficientemente rápido. La Tierra podría sufrir daños sustanciales, el agujero de ozono dejará en peligro al resto del planeta. Por favor no lo hagas.

En primer lugar, no puedes ir tan rápido. Vamos con 99.9%, ¿de acuerdo?

A continuación, la teoría de la relatividad dice que las cosas son “relativas”. Lo que significa que no importa qué tan rápido vaya, la velocidad es relativa. Dentro de su nave espacial todo se verá y actuará normalmente.

Bueno, viajaría a 100 mph en comparación con usted desde su perspectiva. Sin embargo, debido a que su tiempo está tan distorsionado cuando se acerca a la velocidad de la luz, en realidad sería mucho más lento. A la velocidad de la luz, un segundo de tiempo experimentado por ti es una cantidad infinita de tiempo. Por lo tanto, debido a que el tiempo es infinito, la velocidad en comparación con usted es cero.

Ya respondí en publicaciones anteriores, pero intentaré dar una explicación matemática
Velocidad = Distancia / Tiempo. Ahora, si viajas a la velocidad de la luz, cubrirás 100 millas en T1 segundos. Digamos que según la física clásica, el murciélago cubriría 100 millas en segundos T2 para que T1> T2. Pero en realidad (y la física cuántica) el tiempo de T2 se dilata para ser igual a T1, por lo tanto, el murciélago viajaría con la velocidad de la luz.
Esto también implica que el Tiempo es un concepto personal y no universal: una hora para mí puede ser igual a 10 minutos para usted en circunstancias especiales 🙂

Si viajaras a la velocidad de la luz, no observarías ningún paso del tiempo. También estaría sin masa, lo que significa que su materia se habría convertido en fotones (le dijeron que mantuviera alejado su doppelganger antimateria).

Si viajó, digamos 1 mph menos que la velocidad de la luz en relación con el observador A, no mediría la luz como solo 1 mph. Todavía lo mediría como la velocidad de la luz (aprox. 3 × 10 ^ 8 m / s), debido a la dilatación del tiempo. Por lo tanto, su bola rápida de 100 mph le parecerá 100 mph, pero no podrá atrapar los rayos de luz que se alejan de usted a 186000 mph.

En el marco de referencia del observador A, la diferencia entre la velocidad de la luz y la velocidad de la pelota sería una fracción minúscula menor a 1 mph, y la diferencia entre la velocidad de la pelota y su velocidad sería esa misma fracción minúscula de 1 mph.

No. La pelota se curvará hacia abajo cuando la superes en el espacio. Esto se debe a que a menos que puedas lanzar a una velocidad que supere la velocidad de la luz (tu lanzador profesional promedio lanza a más de 95), pasarás la pelota antes de que salga de tu mano.

Sea su velocidad en un cuadro fijo, sea w la velocidad de la pelota en ese mismo cuadro y sea v la velocidad de la pelota en su cuadro. Tenemos

[matemáticas] w = \ frac {u + v} {1 + uv / c ^ 2} [/ matemáticas]

Jajaja tengo que decirlo, si te mueves a la velocidad de la luz y lanzas una pelota a 100 mph, se desvanecerá, ya que se moverá mucho más lentamente en relación a ti.