¿Por qué nada puede viajar más rápido que la luz?

Esta pregunta ha sido formulada y respondida muchas veces en quora. La formulación de la pregunta es algo ambigua dependiendo de cómo se elija analizarla. Esto se debe a que ‘nada’ es realmente algo para un físico, es decir, el espacio-tiempo puede interpretarse como ‘nada’ en su pregunta. Así que lidiemos con eso primero. El espacio-tiempo puede expandirse y contraerse como lo desee y no hay violación del principio si la expansión del espacio-tiempo debe exceder la velocidad de la luz, después de todo, no es nada. Ahora, en el contexto de la expansión del espacio-tiempo, uno definitivamente puede hacer que dos objetos masivos retrocedan el uno del otro a una velocidad más rápida que la luz. Esto es bien conocido en astronomía. Las galaxias que tienen un desplazamiento hacia el rojo mayor a 1.4 tienen tanto espacio expandiéndose entre ellas que retroceden más rápido que la luz. La luz que vemos de tales galaxias es vestigial y se emitió cuando la galaxia retrocedía a una velocidad inferior a la de la luz.

Entonces, ¿de dónde viene esta restricción a la velocidad de subluz? Esta es una limitación en la aceleración. Sospecho que lo que realmente quería preguntar es: ¿por qué los objetos masivos no pueden acelerarse más rápido que la luz? La razón es que la luz atraviesa el vacío a una sola velocidad y esta velocidad es un límite cósmico que limita la aceleración de objetos masivos. Mientras uno no acelere, puede ir FTL a través de la expansión espacial mencionada anteriormente. Intenta agregar energía cinética acelerando y te frotarás contra el límite de velocidad cósmica. Sospecho que la naturaleza impone este límite porque la materia puede considerarse una forma de luz congelada. Verá, dos fotones suficientemente energéticos pueden fusionarse para formar pares masivos de partículas / antipartículas. Del mismo modo, cualquier partícula de materia puede convertirse en luz al fusionarse con su antipartícula, un proceso con la denominación engañosa de aniquilación (la energía se conserva, después de todo). Entonces, si la materia pudiera acelerarse FTL, entonces uno podría acelerar la luz convirtiéndola en importa, acelerando y luego volviendo a la luz. De hecho, es tentador especular que toda la materia es meramente luz que corre alrededor de un pequeño contenedor, quizás atrapado en una grieta de un espacio de dimensiones superiores, pero tal vez eso esté un poco lejos de la cuestión.

Sin embargo, la forma en que se demostró que la velocidad de la luz es un límite es, quizás, insatisfactoria para muchas personas porque no avanza directamente por una línea de primeros principios. En cambio, comenzamos postulando el hecho del límite y luego derivamos las consecuencias observables del mismo. Big Al hizo esto. Así, en primer lugar, fue capaz de postdiciar la precesión anómala del perihelio de Mercurio. Esta era una peculiaridad pequeña pero misteriosa, un pequeño ángulo adicional por cien años, pero la precisión de la astronomía se había desarrollado a mediados de 1800 que estaba fuera del margen de error. Entonces Big Al pudo predecir la curvatura de la luz alrededor del Sol y esto fue confirmado en 1919 por Sir Arthur Eddington y si tenía dudas sobre las observaciones de Eddington, hubo muchas observaciones de eclipse posteriores que solo confirmaron con mayor precisión la curvatura de la luz. La dilatación del tiempo es otra predicción de la relatividad y esto se confirma midiendo las vidas medias de los mu-mesones en rápido movimiento y hay un famoso video de uno de estos experimentos realizados en el monte. Washington por profesores del MIT aquí.

El movimiento es una propiedad intrínseca de la existencia física. Pero hay un problema sobre el concepto de aceleración en física teórica. En primer lugar, ¿qué sabemos sobre la aceleración? ¿Y cuál es la definición de aceleración? En física, la aceleración es la velocidad a la que la velocidad de un objeto cambia con el tiempo que en la mecánica clásica viene dada por la segunda ley de Newton con a = F / m.

“En la relatividad especial, una partícula aceleradora tiene una línea mundial que no es recta. Esto no es difícil de manejar. La aceleración de 4 vectores puede definirse como la derivada con respecto al tiempo apropiado de la velocidad 4. Es posible resolver las ecuaciones de movimiento para una partícula en campos eléctricos y magnéticos, por ejemplo. Acelerar los marcos de referencia es una cuestión diferente “.

Centrémonos en la aceleración lineal, en marcos de referencia no acelerados. Newton y Einstein definen la aceleración independientemente de la estructura de las partículas (en mecánica clásica y relatividad). Esta definición pertenece a la era de Newton o era de nivel macroscópico. Cabe señalar que la interacción entre objetos grandes (por ejemplo, colisión de dos cuerpos) bajo la acción de la capa cuántica (de hecho, el nivel sub cuántico) se ha realizado. Por lo tanto, de acuerdo con la mecánica cuántica y la equivalencia masa-energía E = mc ^ 2, debemos redefinir la aceleración. Significa que deberíamos revisar la segunda ley de Newton relativista. Es notable que en el Modelo Estándar, las partículas de materia transfieren cantidades discretas de energía al intercambiar bosones entre sí.

Einstein trató la materia y la energía como intercambiables. Él estableció la ley de equivalencia masa-energía; a través de su famosa fórmula E = mc ^ 2. Repasemos y desarrollemos el concepto de equivalencia masa-energía. Según la relación E = mc ^ 2, la energía es materia diluida, o la materia es intensiva en energía.

Momento y energía del fotón.

En 1906, Einstein asumió que los cuantos de luz (que luego se denominaron fotón) no tienen masa. Energía relativista E y momento P dado por;

Es posible que podamos permitir m = 0, siempre que la partícula siempre viaje a la velocidad de la luz c. En este caso, la ecuación anterior no servirá para definir E y P; ¿Qué determina el impulso y la energía de una partícula sin masa? No la masa (eso es cero por suposición); no la velocidad (eso siempre es c). La relatividad no ofrece respuesta a esta pregunta, pero curiosamente la mecánica cuántica sí, en la forma de la fórmula de Plank;

Como se desprende de la fórmula de masa relativista de Einstein:

Según la teoría general de la relatividad, la luz que se mueve a través de fuertes campos gravitacionales experimenta un cambio de rojo o azul. Durante la caída del fotón en el campo gravitacional, su energía (masa) aumenta. Según W = dmc ^ 2, la fuerza de gravedad realiza un trabajo sobre el fotón, por lo que la masa (energía) del fotón y su frecuencia aumenta (o disminuye) de v a v ‘la dada por;

G es la constante gravitacional; M es la masa del cuerpo, c es la velocidad de la luz, r es la distancia desde el centro de masa del cuerpo. El signo más se refiere al desplazamiento al azul y el signo menos se refiere al desplazamiento al rojo.

También en presencia de gravedad, la velocidad de la luz no es la misma para todos los observadores. La derivación de Einstein de la velocidad variable de la luz en un potencial de campo gravitacional de la siguiente manera:

Donde c es la velocidad de la luz en el vacío y c ‘es la velocidad de la luz en el campo gravitacional. Cabe señalar que no hay consenso sobre la velocidad de la luz en un campo gravitacional. Por ejemplo; entonces, en presencia de gravedad, la velocidad de la luz se vuelve relativa (variable según el marco de referencia del observador). Esto no significa que los fotones aceleren o desaceleren; esto es solo la gravedad, lo que hace que los relojes funcionen más lentamente y que las reglas se reduzcan. El problema aquí proviene del hecho de que la velocidad es una cantidad dependiente de coordenadas y, por lo tanto, es algo ambigua. Para determinar la velocidad (distancia recorrida / tiempo tomado) primero debe elegir algunos estándares de distancia y tiempo, y diferentes opciones pueden dar diferentes respuestas. Esto ya es cierto en la relatividad especial: si mide la velocidad de la luz en un marco de referencia acelerado, la respuesta, en general, diferirá de c. Basado en la solución de Schwarzschild de la ecuación de Einstein del campo gravitacional, se demuestra que la velocidad de la luz cambiaría y la isotropía de la velocidad de la luz sería violada en el campo gravitacional con simetría esférica.

La descripción anterior es compatible con el concepto puntual de la mecánica cuántica, pero es incompatible con nuevos enfoques y evidencias. En mecánica cuántica, el concepto de una partícula puntual se complica por el principio de incertidumbre de Heisenberg, porque incluso una partícula elemental, sin estructura interna, ocupa un volumen distinto de cero. De acuerdo con la mecánica cuántica de que el fotón y el electrón son partículas no estructuradas, no podemos responder las preguntas sin respuesta.

Con todo el esfuerzo realizado en las últimas décadas en QED, hay una pregunta fundamental que nunca se ha planteado o si se ha planteado (no hemos visto) se ignora. En la física moderna, una partícula cargada emite y absorbe energía, pero su mecanismo no se describe. Entonces la pregunta es; Si el fotón es una partícula no estructurada, con masa en reposo cero y sin carga eléctrica (y neutral), ¿cómo las partículas cargadas la absorben y la irradian? Hay muchos artículos que muestran que el fotón tiene un límite superior de masa y carga eléctrica, que son consistentes con las observaciones experimentales. Las teorías y experimentos no se han limitado a fotones y también se incluirán gravitones. Para la gravedad ha habido debates vigorosos sobre incluso el concepto de masa de reposo de gravitones.

En las últimas décadas, se discute la estructura del fotón y los físicos están estudiando la estructura del fotón. Alguna evidencia muestra que el fotón consiste en cargas positivas y negativas. Además, un nuevo experimento muestra que la probabilidad de absorción en cada momento depende de la forma del fotón, también los fotones tienen unos 4 metros de largo, lo que es incompatible con el concepto no estructurado.

Para estudiar y comprender la estructura del fotón, necesitamos describir la relación entre la frecuencia y la energía del fotón. El cambio de frecuencia del fotón en el campo gravitacional ha sido demostrado por el experimento Pound-Rebka. Cuando el fotón cae una distancia igual y hacia la tierra, de acuerdo con la ley de conservación de la energía tenemos:

Cargas de color y color magnético

Un fotón con la energía más baja posible también transporta campos eléctricos y magnéticos. Por lo tanto, las características de los gravitones ingresados ​​en la estructura del fotón deben comportarse de una manera que, junto con la explicación de la energía del fotón, describa el aumento en la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos. En otras palabras, algunos de estos gravitones causan un aumento del campo eléctrico del fotón y otros gravitones aumentan la intensidad de los campos magnéticos. Además, no solo un fotón en el nivel más bajo de su energía está formado por algunos de los gravitones, sino que también sus miembros formados tienen propiedades eléctricas y magnéticas que se llaman carga de color y color magnético en la teoría CPH. El siguiente paso es especificar las cargas de color y los colores magnéticos en los que se obtiene prestando atención al menos al cambio en la energía del fotón en un campo gravitacional mientras se mueve hacia el cambio de gravedad azul.

Al producir campos eléctricos positivos y negativos, se forman dos campos magnéticos alrededor de los campos eléctricos que se forman. Por lo tanto, se harán dos grupos de colores magnéticos. Entonces la matriz CPH se define de la siguiente manera:

La matriz CPH muestra la energía de menor magnitud de un fotón.

Energía Sub-Cuántica (SQE)

Utilizamos la matriz CPH para definir energías sub cuánticas positivas y negativas de la siguiente manera: la primera columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica positiva y la segunda columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica negativa, entonces;

La cantidad de velocidad y energía de las energías sub cuánticas positivas y negativas son iguales, y la diferencia entre ellas solo está en el signo de sus cargas de color y dirección de flujo de color magnético.

Fotones virtuales

Hay dos tipos de fotones virtuales, fotones virtuales positivos y negativos que se definen de la siguiente manera:

Un fotón real está formado por un fotón virtual positivo y un fotón virtual negativo:

Allí, n y k son números naturales. Hasta ahora, la producción de energía electromagnética (fotones) se describió mediante el uso del desplazamiento azul gravitacional, en fenómenos inversos, los fotones se descomponen en fotones virtuales negativos y positivos. En el desplazamiento al rojo, los fotones virtuales también se descomponen en energías sub cuánticas positivas y negativas ( SQE s), y las energías sub cuánticas (SQE) también se descomponen en cargas de color y colores magnéticos. Las cargas de color y los colores magnéticos se separan, pierden su efecto entre sí y se convierten en gravitones. Además, existe una relación entre el número de SQEs en la estructura del fotón y la energía (también frecuencia) del fotón.

Entonces, los fotones son una combinación de fotones virtuales positivos y negativos. El fotón es un dipolo eléctrico muy débil que es consistente con la experiencia y se afirman estos artículos. Además, esta propiedad del fotón (dipolo eléctrico muy débil) puede describir la energía de absorción y emisión por partículas cargadas.

Principio de Graviton

Graviton es la unidad de energía más minúscula con masa constante m (G) que se mueve con una magnitud constante de velocidad V (G) de modo que V (G)> c, en todos los marcos de referencia inerciales. Cualquier interacción entre el gravitón y otras partículas existentes representa un momento de inercia I donde la magnitud de V (G) permanece constante y nunca cambia. Por lo tanto;

Basado en el principio de gravitón, la velocidad total de la velocidad de transmisión y la no transmisión de gravitón es constante. Además, la energía de transmisión total y la no transmisión de gravitón es constante, de modo que:

Como la masa y la velocidad del gravitón son constantes, su energía permanece constante y solo su energía de transmisión cambia a energía de no transmisión y viceversa. Los gravitones se combinan entre sí y producen grandes cantidades de cuantos de energía, y la energía se convierte en materia y antimateria. De hecho, todo se ha formado de gravitón. Este enfoque del gravitón nos ayuda a describir el vacío cuántico y generalizar las ecuaciones de Maxwell desde el electromagnetismo hasta el campo gravitacional.

Principio de energía sub-cuántica

Un SQE es una energía muy pequeña con NRP (partícula en condición de nunca en reposo) masa m (SQE)

que se mueve con velocidad V (SQE)> c en relación con el marco de referencia inercial y en cada interacción entre SQE s con otras partículas o campos, el valor de velocidad de SQE permanece constante; como en cada condición física que tenemos;

El principio SQE muestra que, en cada condición, la masa, la energía y la cantidad de velocidad de SQE permanecen constantes, y solo la velocidad de transmisión V (SQET) y la energía

de SQE se convierten a su velocidad de no transmisión V (SQES) y energía E (SQES), y viceversa. Entonces tenemos;

Velocidad de la luz

De acuerdo con el principio de Relatividad Especial, la velocidad de la luz en el vacío es constante e igual a c para todos los observadores de inercia, y es independiente de la fuente de luz. ¿Cómo podemos concluir este principio utilizando el principio de energía sub cuántica? Primero, de acuerdo con el principio de SQE (que también es el resultado del principio de gravitón), la cantidad de velocidad lineal de SQE depende de la interacción entre SQE y las otras partículas (o campos) en el medio. Entonces, en el vacío, el fotón (luz) no tiene interacción con otras partículas o campos fuera de la estructura del fotón (suponga que el efecto gravitacional del vacío es insignificante), por lo tanto, la velocidad lineal de los SQE en la estructura de los fotones es constante y igual a v (SQE) = c. Además, la velocidad lineal de los fotones virtuales en el vacío es la misma cantidad de c . En general, demostremos la velocidad de los fotones como

, cambia de un entorno a otro que en el vacío es c , significa que la velocidad de la luz en el vacío también es v (luz) = c. Así que eso:

Por lo tanto, la velocidad lineal del fotón depende de las condiciones ambientales. Igual que los gravitones y la energía sub cuántica, pero la cantidad total de velocidad de transmisión y velocidad de no transmisión del fotón es constante y es igual a v (luz), al cambiar las condiciones ambientales, como el fotón entra al agua, una parte de su velocidad lineal se convierte en velocidad no lineal y en este caso tenemos v (luz)

Como muestra el principio de la energía sub cuántica, la velocidad de transmisión total y la velocidad de no transmisión de SQE es siempre constante en relación con el marco de referencia inercial y es una propiedad intrínseca de la naturaleza, que también se ve afectada por el principio de gravitón, porque SQE de se hacen gravitones. Entonces, la cantidad de velocidad de transmisión (en este caso, velocidad lineal) de SQE es independiente de la fuente de luz del emisor.

2- Exactamente, ¿cuál es la naturaleza física de la aceleración?

El movimiento es una propiedad intrínseca de la existencia física. Pero hay un problema sobre el concepto de aceleración en física teórica. En primer lugar, ¿qué sabemos sobre la aceleración? ¿Y cuál es la definición de aceleración? En física, la aceleración es la velocidad a la que la velocidad de un objeto cambia con el tiempo que en la mecánica clásica viene dada por la segunda ley de Newton con a = F / m.

“En la relatividad especial, una partícula aceleradora tiene una línea mundial que no es recta. Esto no es difícil de manejar. La aceleración de 4 vectores puede definirse como la derivada con respecto al tiempo apropiado de la velocidad 4. Es posible resolver las ecuaciones de movimiento para una partícula en campos eléctricos y magnéticos, por ejemplo. Acelerar los marcos de referencia es una cuestión diferente “.

Centrémonos en la aceleración lineal, en marcos de referencia no acelerados. Newton y Einstein definen la aceleración independientemente de la estructura de las partículas (en mecánica clásica y relatividad). Esta definición pertenece a la era de Newton o era de nivel macroscópico. Cabe señalar que la interacción entre objetos grandes (por ejemplo, colisión de dos cuerpos) bajo la acción de la capa cuántica (de hecho, el nivel sub cuántico) se ha realizado. Por lo tanto, de acuerdo con la mecánica cuántica y la equivalencia masa-energía E = mc ^ 2, debemos redefinir la aceleración. Significa que deberíamos revisar la segunda ley de Newton relativista. Es notable que en el Modelo Estándar, las partículas de materia transfieren cantidades discretas de energía al intercambiar bosones entre sí.

Reconsiderando la segunda ley relativista de Newton

El experimento de Bucherer fue una verificación experimental de la masa relativista y debido a la precisión de la segunda ley relativista de Newton. El aumento de la masa de electrones al pasar del túnel del acelerador (imponiendo fuerza externa) se debe a la obtención de energía y la energía tiene masa. El sujeto que un objeto (o una partícula) no puede moverse con la velocidad de la luz, se debe a la estructura de la materia y al mecanismo de interacción del campo con la materia que, por principio de gravitón y energía sub cuántica,
ser constante del valor de la velocidad puede generalizarse de energía a masa. Por lo tanto, vale la pena reconsiderar el experimento de Bucherer. En el experimento de Bucherer, considere un electrón con masa m (0), velocidad v1 y en el momento t1 se mueve en la dirección de un eje, acelera bajo el efecto de la fuerza F y en el momento t2, su velocidad es v. En el intervalo de tiempo (t2- t1), el electrón gana energía igual a E, y su masa aumenta a medida que m (E). Entonces, podemos escribir:

De acuerdo con la ley de conservación del momento lineal, el momento del electrón de entrada m (0) v1
más el impulso de energía obtenida en el intervalo de tiempo (t2-t1), debe ser igual al impulso de salida. Por lo tanto, tenemos:

En la segunda ley de Newton, la masa extra puede estar relacionada con la energía obtenida. Entonces tenemos:

La ecuación del signo ± se ha marcado para dos estados de energía creciente y decreciente (variaciones direccionales colineales o no colineales en fuerza y ​​velocidad) .

Según la materia, la energía e incluso los campos están formados por energías sub cuánticas, la cantidad de velocidad nunca cambia, solo la velocidad de transmisión se convierte en velocidad sin transmisión y viceversa. Entonces no hay aceleración en el sentido ordinario y clásico.

La segunda ley de Newton en la ecuación anterior aumenta nuestra capacidad de tener una mejor cognición y explicación de los fenómenos físicos. Con tal enfoque a los eventos físicos y astrofísicos, la explicación del universo será más real.

Einstein una vez llamó a la velocidad de la luz “El límite de velocidad del Universo”. Afirmó que viajar más rápido que la velocidad de la luz violaría el principio de causalidad. Para el lego, eso significa causa y efecto. Un ejemplo de esto sería una bala que golpea un objetivo antes de que incluso se apriete el gatillo.

Acelerar o exceder la velocidad de la luz también violaría ciertas condiciones energéticas fundamentales. Incluso podría permitir viajar en el tiempo .

La velocidad de la luz (o la velocidad de un fotón) en un vacío casi perfecto es exactamente 186,282 millas por segundo . Percibimos que los fotones (luz) viajan a esta velocidad porque no tienen masa o no tienen ‘peso’ (pero tienen energía cinética, más sobre eso en un momento).

Cada partícula en nuestro universo (incluidos los fotones) se mueve o “nada” a través de lo que los científicos llaman “el campo de Higgs”. Como resultado de esta interacción, las partículas adquieren su masa. Diferentes partículas interactúan con el campo de Higgs con diferentes fuerzas, por lo que algunas partículas son más pesadas (tienen más masa) que otras. Los fotones se mueven, pero no interactúan en absoluto con el campo de Higgs.

Límite de velocidad universal

Las partículas que tienen masa requieren energía para acelerarlas. Cuanto más cerca de la velocidad de la luz se obtiene una partícula, más energía se requiere para ir más rápido. Esto se debe a que las partículas mismas se vuelven más masivas en proporción al aumento de la velocidad. En resumen, cuanto más rápido vayas, más pesado serás.

Gracias a esta incómoda verdad, si quisieras acelerar un solo electrón a la “velocidad de la luz”, necesitarías una cantidad infinita de energía debido a que el electrón se vuelve infinitamente pesado. No hay suficiente energía en todo el universo para impulsar un solo electrón a la velocidad de la luz.

Nada puede viajar más rápido que la luz porque la velocidad de la luz puede considerarse como una velocidad infinita . Para igualarlo o superarlo sería recorrer infinitas millas por segundo / hora. Sin embargo, existe un agujero de bucle. El agujero de bucle requiere un control o deformación de la estructura del espacio-tiempo en sí mismo que hemos mencionado en un artículo anterior.

Fuente: ¿Por qué nada puede ir más rápido que la velocidad de la luz?

Geometría.

La geometría del universo es el espacio-tiempo. “Espacio-tiempo” suena muy misterioso, pero es una idea simple: cada evento ocurre en un lugar específico [matemática] (x, y, z) [/ matemática] y en un momento específico [matemática] t [/ matemática], así que esto es simplemente asignar a cada evento las coordenadas [matemáticas] (x, y, z, t) [/ matemáticas], así como en el espacio euclidiano se le asigna una coordenada [matemáticas] (x, y, z) [/ matemáticas]. Cada observador tiene un mapa diferente de coordenadas espacio-temporales, así como diferentes ubicaciones en el espacio euclidiano tienen diferentes mapas de coordenadas espaciales. Toda relatividad especial es determinar cómo las coordenadas espacio-temporales para un observador se asignan a las coordenadas espacio-temporales de otro observador.

OKAY. Ahora supongamos que Bob se mueve a velocidad [matemática] v [/ matemática] con respecto a Alice, y Carol se mueve a velocidad [matemática] u [/ matemática] con respecto a Bob. La pregunta es, ¿qué tan rápido se está moviendo Carol con respecto a Alice?

Nuestra idea ingenua es que Carol se está moviendo a la velocidad [matemáticas] u + v [/ matemáticas] con respecto a Alice. Pero resulta que esta es una aproximación de baja velocidad. La fórmula actual es:

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

Ahora, si [math] u cada velocidad entre 0 y [matemática] c [/ matemática], hay algún observador que lo ve moverse a esa velocidad. Ahora acelere [math] a [/ math] en su marco de referencia actual. Según el observador que lo vio moviéndose en [matemáticas] v [/ matemáticas], ahora se está moviendo en [matemáticas] \ frac {a + v} {1 + \ frac {av} {c ^ 2}}

Considere la luz, se compone de fotones. Estos fotones no tienen masa. Por lo tanto, viajan a velocidades tan altas de 2.9 * 10 ^ 8 m / s.

Según la teoría de la relatividad especial,

En la ecuación de masa,

v = velocidad del objeto

c = velocidad de la luz

m = masa del objeto a velocidad v

mo = masa del objeto en reposo

Considera ir a la velocidad de la luz, así que

v = c

El denominador,

[matemáticas] √ [1- (v ^ 2 / v ^ 2) [/ matemáticas]

Se vuelve cero. Cualquier cosa por cero es infinito. Entonces la masa del objeto se convertirá en infinito . Y así no podrás viajar a la velocidad de la luz. A medida que aumenta su velocidad, aumenta la masa y, para aumentarla, necesitará más y más energía para moverla.

Eso es solo con la masa, la longitud se convertirá en cero cuando alcance la velocidad de la luz. Del mismo modo, en el cambio en la ecuación de longitud, intente sustituir,

v = c

Terminarás con una longitud cero.

Por lo tanto, viajar a la velocidad de la luz es imposible para cualquier objeto con masa. Como los fotones no tienen masa, viajan a velocidades tan altas.

Que tengas un buen viaje 😉

Esto se ha preguntado muchas veces, y lo he respondido muchas veces. Aquí está mi respuesta, nuevamente, pegada de mi libro. Como siempre, le pido a la gente que entienda más al menos para leer mi Capítulo 10, que está disponible gratuitamente aquí.

Por supuesto, la idea de que hay un límite de velocidad final parece absurda. Si bien la velocidad de la luz es muy alta para los estándares terrenales, la magnitud no es el punto; Cualquier tipo de límite de velocidad en la naturaleza no tiene sentido. Supongamos, por ejemplo, que una nave espacial viaja casi a la velocidad de la luz. ¿Por qué no puedes encender el motor de nuevo y hacer que vaya más rápido, o si es necesario, construir otra nave con un motor más potente? O si un protón está girando en un ciclotrón a una velocidad cercana a la de la luz, ¿por qué no puede aumentar su energía adicional y hacer que vaya más rápido?

Explicación intuitiva . Cuando pensamos en la nave espacial y el protón como hechos de campos, no como objetos sólidos, la idea ya no es ridícula. Los campos no pueden moverse infinitamente rápido. Los cambios en un campo se propagan de una manera “laboriosa”, con un cambio en la intensidad en un punto que causa un cambio en los puntos cercanos, de acuerdo con las ecuaciones de campo. Considere la ola creada cuando deja caer una piedra en el agua: la piedra genera una perturbación que se mueve hacia afuera ya que el nivel del agua en un punto afecta el nivel en otro punto, y no hay nada que podamos hacer para acelerarlo. O considere una onda de sonido que viaja a través del aire: la perturbación en la presión del aire se propaga cuando la presión en un punto afecta la presión en un punto adyacente, y no podemos hacer nada para acelerarla. En ambos casos, la velocidad de propagación está determinada por las propiedades del medio transmisor, aire y agua, y existen ecuaciones matemáticas que describen esas propiedades.

Los campos también se describen mediante ecuaciones matemáticas, basadas en las propiedades del espacio, y la constante c en esas ecuaciones determina la velocidad máxima de propagación. Si el campo tiene masa, también hay un término de masa que reduce la velocidad. Como todo está hecho de campos, incluidos protones y cohetes, está claro que nada puede ir más rápido que la luz. Como Frank Wilczek escribió:

Uno de los resultados más básicos de la relatividad especial, que la velocidad de la luz es una velocidad limitante para la propagación de cualquier influencia física, hace que el concepto de campo sea casi inevitable. – F. Wilczek (“La persistencia del éter”, p. 11, Physics Today, enero de 1999)

David Bodanis intentó hacer este punto de la siguiente manera:

La luz siempre será un salto rápido de la electricidad que sale del magnetismo, y luego del magnetismo que salta de la electricidad, y todo se aleja rápidamente de cualquier cosa que intente alcanzarlo. Es por eso que su velocidad puede ser un límite superior. – D. Bodanis ( B2000 , pág.50 )

Sin embargo, Bodanis solo contó parte de la historia. Es solo cuando reconocemos que todo, no solo la luz, está hecho de campos que podemos concluir que hay un límite de velocidad universal.

Ahora echemos otro vistazo a ese protón que gira en un acelerador, usando nuestras gafas de colores para visualizar los campos. Vemos el protón como una gota de enrojecimiento que rezuma (prefiero ese término a “saltar”), ya que la cantidad de enrojecimiento en un punto afecta el enrojecimiento en un punto vecino. El proceso es muy rápido según nuestras normas habituales, pero no es instantáneo. El protón no puede moverse más rápido porque las ecuaciones de campo ponen un límite a la rapidez con que puede exudarse el enrojecimiento.

Misa Ahí tienes, la masa es lo que nos impide alcanzar la velocidad de la luz. Los fotones, los cuantos de luz, tienen cero masa en reposo. Sí, eso es masa en reposo. Ahora algo sin masa parece absurdo ¿verdad? Los fotones tienen masa en reposo cero porque nunca están en reposo. Ahora, probablemente sabrá que todo lo demás tiene masa en reposo, entonces, ¿qué sucede si intentamos acelerar un objeto a la velocidad de la luz? Obtiene más y más energía para alcanzar la velocidad de la luz, y como consecuencia se vuelve más y más pesado (recuerde m = E / c ^ 2). Y cuanto más pesado se vuelve un objeto, es más difícil lograr la aceleración. Y es por eso que no podemos ir más rápido que la velocidad de la luz.

¿Por qué m = E / c ^ 2 en lugar de E = mc ^ 2? Porque Einstein publicó por primera vez su artículo con la fórmula anterior. Él demostró que la energía también tiene masa.

Y para las personas que dicen taquiones, no, son hipotéticos.

Antes de poder sumergirnos en eso, tenemos que saber cuál es realmente la velocidad de la luz, lo que significa, y aclarar algunos conceptos erróneos comunes con respecto a este ” límite de velocidad universal “.

La velocidad de la luz (o la velocidad de un fotón) en un vacío casi perfecto es exactamente 186,282 millas por segundo . Percibimos que los fotones (luz) viajan a esta velocidad porque no tienen masa o no tienen ‘peso’ (pero tienen energía cinética, más sobre eso en un momento).

Cada partícula en nuestro universo (incluidos los fotones) se mueve o “nada” a través de lo que los científicos llaman “el campo de Higgs”. Como resultado de esta interacción, las partículas adquieren su masa. Diferentes partículas interactúan con el campo de Higgs con diferentes fuerzas, por lo que algunas partículas son más pesadas (tienen más masa) que otras. Los fotones se mueven, pero no interactúan en absoluto con el campo de Higgs

Por la misma razón que ningún ángulo en un triángulo (en un plano, etc.) puede superar los 180 grados.

Verás, el espacio-tiempo no es solo bits blandos y tambaleantes, también es tiempo-wimey.

Cuanto más rápido vaya, menos tiempo experimentará. Al igual que el ángulo más ancho de un triángulo es, los menos profundos DEBEN ser los demás.

Cuando su ángulo es casi 180, los otros dos son casi cero.

Cuando uno ES 180, ya no tienes un triángulo, tienes una línea. Mayor de 180? No, has vuelto a menos de 180, el triángulo está dentro de los tres ángulos.

El espacio-tiempo funciona de la misma manera, solo puedes acercarte a la velocidad de la luz, experimentando cada vez menos tiempo. Si alguna vez llegaste allí, lo que no puedes, no experimentarías tiempo en absoluto.

Si bien esto no es completamente preciso, está bastante cerca y, con suerte, te permitirá visualizar lo que la gente quiere decir cuando dice que nunca puedes alcanzar la velocidad de la luz.

Duh Pan comido. ¿Cómo puede nada en el universo romper la velocidad de la luz? Si no es nada, no existe, entonces ¿cómo puede algo que no existe ir a cualquier velocidad o incluso estar en reposo?

Saltando el humor y recordando para cada acción hay una reacción igual y opuesta y disparando un arma. Por esa bala hubo una explosión de gas con una mayor velocidad de relevo que la bala. Entonces, cuando ese fotón emitido se irradia, me pregunto qué se movía en la dirección opuesta, probablemente con una velocidad relativa mucho más rápida que el fotón.

Entonces, para responder a la pregunta anterior, uno necesita profundizar en las filosofías religiosas incrustadas en las creencias de Einstein. Me saltearé eso en este momento.

Todo el problema de la velocidad de la luz es solo el resultado de una suposición extraordinaria que es el resultado de la solución para la velocidad de las ondas EM utilizando las ecuaciones de Maxwell, tiene una propiedad extraña, en toda la derivación nunca mencionamos quién está mirando esta onda EM Se está midiendo la velocidad.

Qué significa eso ?

Sabemos muy bien que una persona sentada en un tren en movimiento ve a sus compañeros pasajeros descansando con respecto a él, mientras que una persona en tierra definitivamente los vería moverse con la misma velocidad que nuestra persona de interés.

Pero considerando la solución de las ecuaciones de Maxwell, vemos que la velocidad de la luz registrada por la persona en el tren debería ser la misma que la velocidad registrada por la persona en el suelo, entonces, ¿eso significa que la velocidad de la luz es igual para todos?

Bueno, eso es lo que una de las mentes más grandes del siglo eligió creer y casi construyó los pilares completos de la física moderna con la ayuda de pocos creando una teoría especial de la relatividad.

Qué dice ? Solo dice dos cosas

• Quienquiera que esté mirando las ondas EM en el vacío, todas están de acuerdo con el hecho de que la velocidad de estas ondas es la misma. (Aquí las personas se diferencian usando sus marcos de referencia)
• El movimiento es solo relativo y no hay movimiento absoluto o marco de referencia

Ahora que la velocidad de la luz es la velocidad más alta posible es solo una consecuencia de las predicciones de esta teoría, un buen día podríamos encontrar algo que se mueva más rápido que la velocidad de la luz, pero eso parece casi imposible considerando que no ha habido evidencia observacional para contrarrestar la teoría.

En pocas palabras, parece muy natural ir con alguna teoría que sea experimentalmente precisa, y bueno … esa teoría dice que la velocidad de la luz es la más alta que existe, y por lo tanto estamos de acuerdo.

Eso es todo al respecto.

Espero que mi respuesta ayude, de lo contrario, siéntase libre de hacer un comentario.

Gracias por preguntar.

Porque no importa qué tan rápido vaya en relación con otra persona, siempre mide la misma velocidad de la luz. Esa es una observación experimental. Sin embargo, tiene ramificaciones, y es que nunca puedes alcanzar un rayo de luz. ¿Cómo puedes, si siempre mides la misma velocidad de la luz? A partir de esta simple observación, podemos concluir que nunca podemos viajar a la velocidad de la luz, y mucho menos más rápido. Es un objetivo imposible.

Sin embargo, la ley de la física es que siempre mides la misma velocidad de la luz, no que no puedas viajar más rápido. Las matemáticas son puramente una consecuencia lógica de la luz que siempre parece viajar a la misma velocidad.

Si lo piensa detenidamente, las leyes tienen que ver con la forma en que realiza las mediciones. No hay pared de ladrillos que golpees después de un período de aceleración. Por lo tanto, puede viajar efectivamente más rápido que la velocidad de la luz si continúa acelerando lo suficiente. Solo tiene que hacer una contabilidad inteligente de cómo hacer mediciones. Puede viajar entre las estrellas en unas pocas horas si acelera lo suficiente durante el tiempo suficiente. Esto no es un muro de ladrillos. Solo hay algunas ecuaciones que te ayudan a comprender la forma en que medirás distancias y tiempo.

Esta es mi opinión personal sobre esto, o en otras palabras, esto es especulación de un laico.

Si supongo que la luz es una onda electromagnética, me parece lógico que haya una velocidad natural y constante a la que se propaga.

Por eso tengo que suponer que la onda electromagnética es básicamente una inducción recursiva de efectos eléctricos y magnéticos donde los efectos eléctricos causan o inducen un efecto magnético en un lugar un poco más alejado y viceversa.

Entonces, básicamente una ola recursiva de causa y efecto. También debo suponer que no se viola la causalidad, lo que significa que debe existir una causa antes de que pueda inducir un efecto. Este proceso puede ser muy rápido, pero el quid es que el efecto nunca puede ser instantáneo y es por eso que la propagación de dicha onda tiene una velocidad de propagación cierta y constante.

Necesito suponer una cosa más para explicar por qué nada puede viajar más rápido que esto y es que la materia es fundamentalmente equivalente a las ondas electromagnéticas o está hecha de las mismas cosas.

Y yo llamaría a eso “cosas”: energía.

Muchas suposiciones, que sin duda son discutibles, pero aún así, “me parece” lógico.

Límite de velocidad universal. Las partículas que tienen masa requieren energía para acelerarlas. Cuanto más cerca de la velocidad de la luz se obtiene una partícula, más energía se requiere para ir más rápido. Esto se debe a que las partículas mismas se vuelven más masivas en proporción al aumento de la velocidad.

Esta noción incorrecta es lo que primero me interesó en la física.

el destino de toda la materia es exceder la velocidad de la luz

Ese es el juego final. Lo llamamos un agujero negro, pero es simplemente el retorno de la materia a su potencial puro. Solo puede lograr esto eliminando todo el espacio de los átomos de materia que recolecta. Esta es la misma fusión que tiene lugar a una escala muy reducida en nuestro propio sol.

La materia dentro de un agujero negro ciertamente se acelera más rápido que C2.

Primero es solo una Teoría (de la relatividad para ser específica) que hace la afirmación. Hay otras hipótesis alrededor de otras partículas que son superluminales (viaja más rápido que la luz) como los Tachyons. Otras teorías como los agujeros de gusano.

¿Qué entendemos realmente acerca de lo que sucede más allá del horizonte de eventos de un agujero negro (el punto en el que no se escapa la luz y, por lo tanto, todo viaja a la velocidad de la luz cuando se cruza)

Pero la teoría que explica por qué nada viaja más rápido que la velocidad de la luz es la teoría de la relatividad de Einsteins: querría leer sobre ella.

De acuerdo con la ecuación de energía de Einstein, si algo se acelerara a la velocidad de la luz, su masa también aumentaría con la misma cantidad y, cuando alcanza la velocidad de la luz, la masa se vuelve infinita. Masa infinita significa que el cuerpo ya no se comportará como una partícula. Se convertirá en energía.

Tenemos solo un puñado de partículas fundamentales que existen en el universo visible. Entre ellas, el fotón es especial y puede hacerlo … es solo un milagro o un juego de la naturaleza que solo la luz o la radiación electromagnética pueden moverse a esta velocidad. no podemos lograr esta velocidad simplemente al hecho de que no podemos proporcionar tanta energía a esa Partícula que puede permanecer en su configuración molecular después de obtener esta cantidad de energía. Entonces, ahora tiene limitaciones: primero, no puede permitirse la cantidad de energía y, segundo, no puede retener la integridad estructural de esa partícula a esa velocidad. los electrones pueden acelerarse hasta el 99.999 por ciento de la velocidad de la luz, no el 100 por ciento. Debido a una cantidad insana de energía como la energía eléctrica total del mundo puede acelerar el electrón hasta el 99.9999 por ciento. hasta 0.0001 por ciento menos que la velocidad de la luz.

Algunas cosas se consideran “fundamentales”, simplemente lo son, la velocidad de la luz (límite superior en la velocidad de los objetos materiales) es una de ellas.

Es algo con lo que vino el universo.

Quizás pueda preguntar por qué sobre otras cosas, pero debe aceptar los fundamentos tal como se presentan.