¿Por qué la velocidad de la luz es una constante cósmica?

Esta es una pregunta compleja, que requiere mucho conocimiento sobre física antes de que incluso puedas hacer una lluvia de ideas al respecto. Supongo que la respuesta corta es: “nadie lo sabe todavía”. Solo sabemos que existe un “límite de velocidad cósmica”, porque los experimentos lo han demostrado una y otra vez, y porque los científicos han desarrollado modelos bastante elegantes durante muchos años que funcionan bastante bien.

Personalmente, siempre me ha gustado desafiar los paradigmas existentes en física y tratar de desarrollar modelos alternativos que sean más simples e incluso más elegantes. La mayoría de las veces, este enfoque no conduce a nada al final, pero mantiene su mente en forma y siempre es divertido hacerlo. Así que aquí hay otra respuesta altamente especulativa que de ninguna manera ha sido aceptada por la comunidad científica.

Creo que el límite de velocidad cósmica es “simplemente” el resultado de un fenómeno que llamamos contracción de Lorentz . Este es un principio bien conocido de la relatividad que hace que las cosas se “encojan” en la dirección de su movimiento. A la velocidad de la luz, c , se han “reducido” a cero. Escribo ‘encoger’ y ‘encoger’ entre comillas, porque en realidad los objetos no se encogen, en su lugar, inclinan una de sus 3 dimensiones a la 4ta dimensión. Es similar a girar una hoja de papel a 90 grados de distancia y mirarla con un ojo. Algo que se parece a un rectángulo (o un bloque) se convierte en un rectángulo (bloque) más delgado hasta que (casi) ya no puede ver.

Debido al hecho de que una dimensión desaparece gradualmente de nuestra percepción a medida que el objeto se acelera, también se hace más difícil interactuar con esa dimensión, por ejemplo, acelerarla aún más. Puede comparar esto con empujar un automóvil que mira hacia el norte. Si continúa empujando hacia el norte, y la persona en el automóvil gira lentamente a la derecha, puede empujar tan fuerte como pueda para cuando el automóvil se mueva hacia el este; ya no irá más rápido, porque está empujando hacia adentro la dirección equivocada. De hecho, para usted el automóvil parece haber “desaparecido” en cierto punto.

Si desarrolla esta historia en fórmulas, puede derivar la mayor parte de la Teoría especial de la relatividad con una matemática muy simple. Eso es alentador. Los pensamientos detrás de esto también responden a su pregunta, porque sugiere que el límite de velocidad cósmica es solo el resultado de nuestra percepción limitada del Universo. No veo ninguna razón por la cual los objetos no puedan ir más rápido que la velocidad de la luz, excepto que no podemos hacer que suceda, y cualquier objeto que se mueva más rápido que la velocidad de la luz no puede ser percibido por nosotros.

Hasta aquí todo bien. Sin embargo, todo esto también plantea la siguiente pregunta: ¿Por qué ocurre la contracción de Lorenz? La mejor respuesta que puedo dar a eso es: “No tengo ni idea” (que estoy 100% seguro de que es una respuesta correcta ;-).

Creo que hacemos esta pregunta al revés.

El hecho de que llamemos a esta velocidad especial “La velocidad de la luz” es engañoso. También es la velocidad de la gravedad, por ejemplo.

Si lo hubiéramos llamado “El límite de velocidad cósmica”, entonces esta pregunta sería:

¿Por qué hay un límite de velocidad cósmica? “- Que es una excelente pregunta, a la que parece no haber una buena respuesta en este momento.

…O…

¿Por qué la luz y la gravedad viajan al límite de velocidad cósmica? “- Que también es una excelente pregunta, pero a la que tenemos una gran respuesta. Los fotones y los gravitones no tienen masa, y si les impartes alguna fuerza, la física clásica predeciría que se precipitarían instantáneamente a una velocidad infinita, pero no pueden debido a la relatividad y al límite de velocidad cósmica. Por lo tanto, la luz (y la gravedad) viajan al límite de velocidad cósmica.

(Y debemos tener cuidado al notar que estamos hablando de “La velocidad de la luz en el vacío ” – la velocidad de la luz en (digamos) vidrio es significativamente más lenta que el límite de velocidad cósmica).

Travel Light (octubre de 2012 (Pat Lueck)

Nacen viajeros …
estos pequeños fotones,

Alejándose de su creación.
Pesando nada, no lleva nada
para acelerarlos en su camino

No se entretienen, no vacilan.
Elegir el camino más probable,
guiado por la probabilidad cuántica.

Directamente a través del universo,
haciendo una pausa solo para una observación,
llevan el pasado y el futuro dentro.

Oh, pequeños fotones …

Si tan solo pudiéramos seguirte …
Mira tu trayectoria.

Para ti, tu viaje por todo el universo
es solo una “falla intemporal”
sin tiempo, sin esperas, ¡solo zip!

El gran misterio

El fotón plantea la pregunta:

¿Qué crea tu límite de velocidad cósmica?
¿Qué policía de tráfico universal
te saluda a través de tal
una tasa constante?

Nota: recientemente dedicado a Neil DeGrasse Tyson

La naturaleza no responde a las preguntas “¿Por qué?”. La ciencia no puede hacerla mejor.

¿Qué tal “Porque el impulso se conserva, y esto asegura que lo es”. Ahora, como un niño, puedes preguntar “Bueno, ¿por qué se conserva el impulso?” A lo que podemos responder: “Porque eso es lo que la Naturaleza nos muestra. ”

Y su pregunta permanece (en última instancia) sin respuesta.

Debido a que se mide que se ralentiza en los campos gravitacionales, y debido a que Einstein no pudo resolver cómo hacer que la radiación EM lo haga, tuvo que ralentizar el tiempo y el espacio de deformación para explicarlo. Bien hecho eso, tiene que ser así, ¿no?

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