Si se hiciera un láser que pudiera verse a miles de millones de millas de distancia, ¿no sería posible romper la velocidad de la luz?

Hay muchas cosas que pueden moverse más rápido que la luz. El infame punto rojo de un rayo láser rápidamente movido en una superficie distante. Oscuridad. La velocidad del grupo y la velocidad de fase de la luz. El final de la brecha entre las hojas de un par de tijeras gigantes. Y así.

Lo único en común en todos estos fenómenos es que no comunican energía, impulso o, de hecho, información de un punto a otro. Puede apuntar un puntero láser lo suficientemente potente a la Luna y hacer que el punto gire a la velocidad de la luz, pero ningún residente lunar podría hacer algo al punto para enviar información a otro residente lunar más rápido que la velocidad de luz.

Este es un malentendido frecuente sobre la relatividad especial. Que no permite “romper la velocidad de la luz”. Eso no tiene sentido. Las trayectorias más rápidas que la luz (llamadas “espaciales”) son perfectamente consistentes con la relatividad especial. Lo que no se puede hacer es convertir una trayectoria más lenta que la luz en una trayectoria más rápida que la luz (o viceversa) mediante una aceleración continua; cambiando una trayectoria nula (es decir, la velocidad de la luz) en otra cosa por aceleración finita; o adjuntar un marco de referencia (el llamado “marco de descanso”) a una trayectoria nula (similar a la luz) o similar a un espacio (más rápido que la luz)

Pero el punto rojo no es un objeto material que debe tener un marco de referencia en el que existe. Por lo tanto, es libre de hacer cosas que los objetos materiales no pueden, como acelerar desde velocidades más lentas que la luz (donde podemos adjuntarle un marco de referencia) a la velocidad de la luz (donde pierde ese marco de referencia, solo ya que su aceleración en su marco de referencia se volvería infinita) y más allá.

Tienes que alterar tu forma de pensar sobre la luz y el tiempo.

Digamos que el láser puede poner un pequeño punto rojo en una pared que está a dos años luz de la fuente (el puntero láser)

Entonces haces clic en el puntero láser. El pequeño punto rojo en la pared no aparece en la pared hasta DOS AÑOS DESPUÉS.

Una vez que aparece el punto, coloca un espejo en el punto medio (un año luz) para desviar el rayo 45 grados como sugiere.

Nuestro rayo de luz ahora está desviado, pero el pequeño punto rojo todavía estará en esa pared para cualquiera que esté parado junto a él por un año más. Esto se debe a que la luz en la segunda mitad del camino todavía viaja hacia esta primera pared.

Pero el haz de luz desviado ahora está en ángulo hacia una segunda pared que está a un año luz del espejo que colocaste en el punto medio. Pero el pequeño punto rojo no aparecerá en la segunda pared hasta un año después de colocar el espejo. Que será al mismo tiempo que desaparece de la primera pared (porque en este ejemplo la distancia desde el espejo a cada pared es idéntica)

Es por eso que la mayoría de las estrellas que vemos en el cielo ya no están allí. Se han quemado, pero la luz de su vida todavía está viajando a lo largo del espacio y está llegando a nuestros ojos.

Si solo fuera así de facil. Tu premisa es un poco defectuosa. Si bien es posible que haya creado luz en dos lugares diferentes en un período de tiempo más corto que los años luz entre ellos, la luz en realidad no viajó entre esos destinos.

Lo que quiero decir con esto es que la fuente de luz en ambos casos es su láser que barre por el cielo. En la ubicación inicial, envía algunos fotones y en la ubicación final envía algunos fotones diferentes. Nada viaja entre los dos.

Eso es solo hacer trampa en la medición, elegir medir el punto rojo resultante donde sea que su láser rojo golpee al final de su viaje. Es el mismo engaño que cuando las personas dicen que pueden medir la velocidad de una sombra. Podrías hacer exactamente el mismo experimento en tu hogar, simplemente pasando tu pequeño láser rojo a través de un espejo que reflejará el rayo láser a la pared detrás de ti en lugar de frente a ti cuando pases el rayo a través de él.

No solo eso, en su ejemplo de brillar un láser en un objetivo en el espacio a miles de millones de millas de distancia, si cambia rápidamente la dirección del rayo de manera que el punto objetivo de su láser se mueva a una velocidad mayor que la de la luz los observadores verán su nuevo punto objetivo iluminarse en rojo antes de que vean el rastro de usted moviendo el objetivo. De hecho, lo primero que verán es que el nuevo objetivo se iluminará en rojo (y permanecerá rojo) y luego verán un duplicado del rastro de puntos rojos lejos del nuevo objetivo como si se hubiera dividido y se haya ido. Por supuesto, no hay una superficie plana que tenga años luz de ancho, por lo que no puedes hacer una versión perfecta de ese experimento. Además, un experimento real probablemente dejará el objetivo en movimiento no visible ya que la cantidad de luz se dispersa muy escasamente en la ubicación remota a medida que cambia lo que apunta con su láser.

Habrá un gran retraso para pasar de 90 grados a 45 grados. El haz de luz se curvará debido a la aceleración de su mano (como el experimento de pensamiento del elevador). Si imagina los fotones que salen del láser, mapee su trayectoria a medida que cambia la fuente (no en el destino). Imagina que es una manguera de agua; que te imaginas Un púlsar hace lo que tu láser haría; ¿lo que está sucediendo allí?

Cualquiera que sea el efecto óptico de su experimento, los fotones individuales viajarán a la velocidad de la luz, así que no.

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