Los medidores y los segundos no son las únicas unidades humanas utilizadas para medir la longitud y el tiempo. El valor de 299792458 m / s no es más especial que, digamos, 1,802,617,757,855.08 fur / ftn (furlongs / quincena).
El hecho de que la velocidad de la luz en unidades métricas esté dentro del 0.1% de un valor redondo agradable es una coincidencia. ¿Pero de dónde viene esta coincidencia?
Nuestra unidad, el medidor, se definió originalmente como una décima millonésima distancia del ecuador al polo norte, que es aproximadamente (aunque no exactamente, ya que la Tierra no es perfectamente redonda) un cuarto de la longitud del ecuador. Sucede que también es casi exactamente (dentro de menos del 0,5%) la longitud de un péndulo con un período medio de 1 segundo. Otra coincidencia
- Se dice que una partícula que intenta entrar en un agujero negro se destruye incluso antes de entrar, ya que se estirará a lo largo y se rasgará. Entonces, ¿es posible evitar la rotura si la partícula gira con la velocidad de la luz al entrar en el agujero negro?
- ¿Necesitaríamos ajustar nuestra unidad de año luz a medida que el universo se expande?
- Si hicieras el tiempo una constante, ¿funcionaría matemáticamente si hicieras variable la velocidad de la luz?
- ¿Las galaxias que se alejan de nosotros más rápido que la velocidad de la luz desaparecen de nuestras observaciones?
- ¿Qué es 4 millones de mph en comparación con la velocidad de la luz?
Ambas coincidencias dependen de la definición de la segunda. Sus orígenes son complicados: una combinación de la preferencia babilónica por el sistema sexagecimal (base-60) y la división egipcia del día y la noche en 12 horas cada uno. El resultado final es que obtenemos una unidad de tiempo que es 1/86400 de un día solar; es decir, una unidad de tiempo que está inherentemente relacionada con la rotación de la Tierra.
Sin los factores arbitrarios de 40,000,000 y 86,400, podríamos medir la velocidad de la luz como 647,551.709 ecuadores por día solar.
Entonces medimos las velocidades, dividiendo 1/40,000,000 de la circunferencia de la Tierra con 1/86,400 del período de rotación solar de la Tierra.
O, si hubiéramos adoptado una definición del medidor usando el péndulo de 1 segundo, estaríamos midiendo la longitud como [matemática] 2 / \ pi ^ 2 [/ matemática] veces la altura que cae un peso en el primer segundo después de que tiene sido liberado
En ambos casos, estamos conectando dos propiedades no relacionadas de la Tierra (su período de rotación y tamaño en el primer caso, su período de rotación y la gravedad de la superficie, que a su vez es una función de su masa y radio, en el segundo caso), en junto con factores elegidos arbitrariamente (como 1/86400) seleccionados por razones culturales / históricas, para llegar a unidades de tiempo y longitud en las que la velocidad de la luz es casi exactamente 300 millones de metros por segundo.
Pero la única razón por la que 300 millones parece especial es porque adoptamos otra convención histórica: el sistema de números de base 10. Nuestros antepasados no siempre usaron base-10. Los babilonios usaban mucha base 60, por ejemplo. Pero una opción más práctica sería la base 12, que tiene la ventaja de que 12 es divisible por muchos más números que 10. 300,000,000 es 84,577,140 en base 12. 300,000 es 125,740 en base-12. ¿Son estos números “redondos”? No me parecen muy redondos.
En resumen: la aparente perfección de la velocidad de la luz depende de tres factores culturales: la historia de nuestra unidad de tiempo, volviendo a la preferencia babilónica por la base 60; la historia de nuestra unidad de longitud, basada (como el tiempo) en algunas propiedades físicas de nuestro planeta; y la elección de la base 10 para representar números, en función de nuestras características biológicas (el número de dedos en nuestras dos manos).
En cualquier caso, los físicos teóricos pueden decirle que cuando se trata de constantes de la naturaleza que tienen unidades unidas (como 299,792,458 metros por segundo), el valor numérico real es irrelevante, ya que depende de nuestra elección de unidades completamente subjetiva. Los físicos teóricos a menudo usan unidades como luz-segundo / segundo, en las cuales la velocidad de la luz siempre es exactamente 1 por definición. Ahora que es un buen número redondo!
Si está buscando un verdadero misterio, hay otra constante: la llamada constante de estructura fina del electromagnetismo. A diferencia de la velocidad de la luz, esta no tiene unidades conectadas. Su valor no depende de nuestra elección de la unidad de longitud o tiempo. Y es casi exactamente 1/137. Pero no exactamente … su valor más conocido es 1 / 137.0359991. ¿Por qué no exactamente 1/137? ¿Cuál es el significado de este valor? ¿Serían sus orígenes matemáticos, o podría haber sido otra cosa en un universo diferente? Sabemos que su valor cambia a altas energías (se dice que la constante está “funcionando”). ¿Pero es constante en el tiempo o fue diferente en el pasado? ¿Es diferente en otras partes del Universo? Estas son preguntas verdaderamente fundamentales sobre un número fundamental que trasciende cualquier elección humana de unidades de medida.
