¿Cómo podemos medir la velocidad de la luz si todo en el universo se mueve?

¿Cómo se mide la velocidad de algo si todo se mueve? Intente argumentar en la corte que no estaba rompiendo el límite de velocidad porque el Sol está orbitando la Vía Láctea a una velocidad extraordinaria :-).

Toda la velocidad es relativa a un marco de referencia, normalmente tomado como un marco inercial (no acelerado). ¡Lo interesante de la luz es que su velocidad medida (en el vacío) es siempre una constante, [matemática] c [/ matemática], independientemente del marco de referencia inercial como lo demuestran los famosos experimentos de Michelson-Morley! Si comprende esto correctamente, puede llegar a la Teoría especial de la relatividad, tal como lo hizo Albert Einstein para explicar estos resultados, entre otras cosas.

Una consecuencia de la Teoría Especial de la Relatividad es que la velocidad no es simplemente aditiva. Si se mueve a 5 km / h caminando en un tren (en relación con el tren), y el tren se mueve a 100 km / h (en relación con un observador “estacionario” parado en la estación de tren), entonces ese observador estacionario medirá su velocidad a un poco menos que 105kph. Los efectos son minúsculos a estas velocidades, pero se vuelven significativos si las velocidades son una fracción significativa de [matemáticas] c [/ matemáticas].

En cierto sentido, sin embargo, tienes razón: no puedes medir la velocidad absoluta de nada ya que no existe tal cosa. Por lo tanto, cuando las personas comienzan a pontificar sobre el aumento de masa o la desaceleración del tiempo para las personas que se mueven cerca de la velocidad de la luz, su primera pregunta debería ser “¿velocidad relativa a qué marco de referencia?” Luego puede señalar que la masa, el tiempo, etc., también son relativos a ese marco de referencia, y no típicamente en el marco de referencia del objeto “en movimiento”. Luego puedes salir del escenario a la izquierda ya que tus amigos ya no querrán hablar contigo …

Albert A. Michelson y Edward W. Morley demostraron en 1887, en uno de los experimentos más importantes en física, que la velocidad de la luz es la misma sin importar el motivo por el que la midas. Eso cuida la luz, todo lo demás es relativo 🙂

En la teoría de la relatividad, todos los observadores inerciales miden la velocidad de la luz para que tenga el mismo valor. Por lo tanto, cualquier observador inercial puede configurar un experimento con relojes y palos de medición y una fuente de luz y medir el valor de la velocidad de la luz. Todos los que realicen tal experimento siempre obtendrán la misma respuesta.

¿Un cálculo simple? Intentemos. Si alguien le lanza una pelota de béisbol y le piden que mida su velocidad, ¿le importa qué tan rápido se mueve el lanzador? Lo único que importa es qué tan rápido te golpea la pelota, ya que la velocidad se puede determinar al monitorear el último segmento del vuelo de la pelota. La luz es aún más simple: no importa si te estás moviendo hacia ella, alejándote o si te quedas quieto. Solo lleva una herramienta para medir la velocidad de la luz. Si llevo un palo de 1 metro con sensores en cada extremo y un temporizador, la luz viajará 3.33564095 nano segundos, que son fáciles de medir con la tecnología actual, aunque no con esa precisión de los puntos decimales.

El cálculo es: [matemáticas] c = T / L [/ matemáticas]. Si L = 1m y si T = 3.33564095 ns entonces c = 299,792,458 m / s. Conseguir esa precisión es un desafío. Por ejemplo, ¿cómo puedes estar seguro de que tu caña tiene exactamente 1 metro de largo? Usted ve que si no le importa una medida aproximada, digamos, 300,000,000 m / s, eso es sencillo.

Ese tiempo parece muy corto, pero incluso mi computadora de 3.5GHz realiza más de 11 operaciones en ese período.

La teoría del núcleo de la relatividad es que la velocidad de la luz es la misma en cualquier marco de referencia que la mida. Sin embargo, y donde sea que lo midas, lo mides en relación a ti, y es lo mismo. Esto se debe a que no es la velocidad del flujo a través de algún medio hipotético, sino una propiedad fundamental del espacio, y el espacio en sí mismo, la estructura bruta del espacio-tiempo, es la misma para todos los observadores inerciales.