¿Cómo es posible que las ondas de materia viajen con más velocidad que la velocidad de la luz, cuando Einstein había declarado en su teoría de la relatividad que alcanzar la velocidad de la luz es imposible?

Hay muchas cosas que pueden moverse a una velocidad mayor que la de la luz …

Puede parecer que están infringiendo las leyes físicas, pero si miras más profundamente, en realidad no están causando problemas a ninguna ley.

Todo lo que dijo Einstein fue que la luz se mueve a la misma velocidad en cada marco de referencia y, aunque esto implica que nada con masa real puede moverse con la velocidad de la luz (es decir, básicamente que no importa o la información puede moverse más rápido que la velocidad de la luz) no imponer un límite de velocidad cósmica.

Consideremos algunos ejemplos que parecen ir en contra de la declaración de Einstein.

  • EL UNIVERSO EN EXPANSIÓN

Sabemos que el universo se está expandiendo a una velocidad mayor que la luz, es decir, las galaxias se están separando entre sí a una velocidad mayor que la de la luz. Pero, ¿está realmente sucediendo? .. ?? Para comprender este fenómeno, tendrías que entender cuál es el efecto Doppler. El efecto Doppler explica cuidadosamente que las cosas que se alejan de nosotros se desplazan hacia el rojo. Ahora, el hecho es que las galaxias distantes parecen más rojas de lo que cabría esperar. Y, por lo tanto, parecen estar muy desplazados hacia el rojo, lo que implica que se mueven más rápido que la luz. Aquí es donde te equivocas. El gran cambio rojo no se debe al efecto Doppler, sino que es en realidad el resultado del efecto cosmológico o simplemente la expansión del universo. Cuando la luz viaja a través del espacio desde las galaxias hasta nosotros, el espacio se expande, literalmente estirando la luz haciéndola más roja. Entonces, nada se mueve más rápido que la luz, pero el universo se está volviendo más rojo.

  • Partículas mecánicamente entrelazadas cuánticas

Este concepto me llevó un tiempo comprenderlo, pero aún puedo aclararlo con algunos fragmentos que aprendí recientemente. Consideremos las partículas como monedas. Si tomo las dos monedas de una rupia, las volteo y miro una de ellas, son colas, ¿cuál es la otra? Podrían ser cabezas, podrían ser colas. Pero si las dos monedas se disparan desde esta máquina de enredo cuántico, entonces el estado de una moneda depende de la otra. Si uno vuela al otro lado del universo, y uno vuela a mí, y lo miro. Es colas. Eso significa que el otro es la cabeza. Siempre es lo contrario. Si es cara, entonces la otra debe ser cruz. Pero se pone aún más raro. A medida que los cuartos enredados se alejan unos de otros, sus caras no son cabezas o colas, en realidad son mezclas cuánticas de cabezas y colas, como el gato de Schrodinger que está vivo y muerto. Cuando encuentro las colas de la mía, eso significa que si, en ese momento, alguien miró a la otra, debe surgir cara. ¿Cómo podrían los dos coordinarse en todo el universo? Una posible explicación es que existe una influencia más rápida que la ligera entre ellos. Pero…. Espera, Einstein dijo que no importa o la información podría moverse más rápido que la velocidad de la luz. Quizás … algo puede ser más rápido que la luz, pero es aleatorio. No elegimos qué pasó con la moneda en el otro lado del universo, por lo que no enviamos ninguna información. Así que aquí Einstein … tenías razón otra vez.

  • Apuntando láser a la luna

Supongamos que está apuntando un láser de alto rango a la luna y luego, de repente, decide mover la muñeca. Obviamente, puedes imaginar esta parte que has cubierto casi un diámetro de la luna en solo un milisegundo. Eso debe ser 20 veces la velocidad de la luz. Pero aquí de nuevo … es la imagen que se ha movido con esa velocidad. No se violan las leyes físicas porque nada físico está viajando realmente. Seguramente, los fotones de su puntero láser están llegando a la luna a la velocidad de la luz. Además … imagine que su punto de luz láser es bastante grande para cuando llega a la superficie de la luna. Entonces Einstein siempre tiene razón.

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Einstein había dicho que nada con masa puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. Las ondas de materia no son más que la probabilidad de encontrar una partícula en el continuo espacio-tiempo y no la partícula misma. Además, Einstein nunca fue un gran defensor de la mecánica cuántica, ya que algunas de sus declaraciones eran inconsistentes. Como si creyera en la idea del enredo cuántico, pero no estaba demasiado entusiasmado para aceptarlo públicamente.

En cuanto a su pregunta, las ondas de materia son cualquier cosa menos simples ondas sinusoidales que encontramos en nuestros libros de texto. Tienen una gran cantidad de ondas separadas por varios valores de diferencias de fase superpuestas entre sí creando un desorden que es muy difícil de visualizar. Puede proceder con esta aproximación ultra cruda.

La envoltura que encierra las ondas se mueve con una velocidad (velocidad de grupo) igual a la velocidad de la partícula, pero las ondas en su interior se mueven con una velocidad (velocidad de fase) que es mayor que la velocidad de la luz. Al hacer algunas matemáticas, se puede demostrar que

Velocidad de grupo * Velocidad de fase = Cuadrado de la velocidad de la luz.

Como la velocidad del grupo es menor que la velocidad de la luz, la velocidad de fase tiene que ser mayor que la velocidad de la luz.

Si pensamos lógicamente, entonces la velocidad de fase no es más que un término sin sentido que solo tiene la dimensión de la velocidad. La energía de la onda es transportada por la velocidad del grupo y no por la velocidad de fase, por lo tanto, el logro posterior de una velocidad superluminal (v> c) para las ondas de materia no viola la relatividad.

Las ondas de materia tienen múltiples componentes de frecuencia conocidos como ondas de grupo. Estos componentes, es decir, las ondas grupales tienen velocidad de grupo y velocidad de fase.

Lo que podría haberse perdido aquí es la definición de velocidad de fase,

La velocidad de fase no es más que la tasa de cambio de posición de una fase particular de la onda se llama velocidad de fase.

Es decir, usted ve que el cambio de velocidad de fase es mayor que la velocidad de la luz. Las ondas de materia corta no viajan más rápido que la velocidad de la luz, pero no. muchas veces sus cambios de fase son más rápidos que la velocidad de la luz.

Intente consultar otras fuentes, excepto NCERT también, si la preparación JEE no es su único objetivo, para una explicación mucho más detallada, le recomendaría que consulte la edición JEE de University Physics. El autor aborda esta misma pregunta que usted hizo.

NO PIENSO HASTA QUE HAN ENCONTRADO MATERIA QUE VIAJA MÁS RÁPIDO QUE LA VELOCIDAD DE LA LUZ. De hecho, no tiene que pensar que hay algo llamado velocidad de la luz. luz si es una onda o una partícula se trata de información. puede imaginar que la información producida en un punto en el espacio también está presente en otro punto en un período de tiempo específico. pero hay una trampa aquí .wat si el espacio en sí mismo no es uniforme y estirado y comprimido, que ahora estamos llegando a creer que sí lo es.

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