Si dos rayos láser se cruzaran en direcciones opuestas, ¿estarían viajando a una velocidad relativamente doble a la de la luz?

Para un observador inercial que sabe que dos pulsos de luz están en tránsito en direcciones opuestas entre las fuentes (no tiene que ser láser, pero claro: apunte dos láseres entre sí y dispare un par de pulsos para que sean ambos propagándose al mismo tiempo en su marco de referencia), la velocidad de cierre entre frentes de onda dados en cada pulso será el doble de la velocidad de la luz. Es decir, la distancia intermedia disminuye a una velocidad de [matemática] 2c [/ matemática], suponiendo que la luz se propague a través del vacío.

Pero eso no suena exactamente como lo que estás preguntando. Lo que estás preguntando parece ser: ¿Cuál sería la velocidad de un rayo de luz que se aproxima en relación con un observador que se mueve con otro rayo de luz?

La respuesta a eso podría decepcionarte, pero espero que también te interese: no puede haber tal observador. De plano, sin argumentos, sin peros, solo … no es posible tal observador.

Aquí está la parte interesante: ¿por qué es ese el caso? Porque la luz está en movimiento con respecto a todos los observadores inerciales. Es decir, un observador inercial es aquel para quien se puede decir que existe un “marco de descanso”, donde alguien en su marco de descanso no se mueve con respecto a ese observador. Es posible que conozca la idea de la “transformación galileana” (tal vez no con ese nombre), que es cómo, en física no relativista, transformamos entre dos marcos de referencia móviles (si su movimiento relativo es uniforme). Nos permite calcular lo que debería ver una persona en otro cuadro (posiciones de las cosas en un momento dado, esencialmente, y velocidades relativas).

Hay una idea equivalente en la relatividad especial llamada “transformación de Lorentz” (o “impulso de Lorentz”), que hace lo mismo pero de tal manera que la velocidad de la luz permanece invariable. De la forma en que esto se construye, no hay impulso de Lorentz que pueda llevar un marco inercial a un marco “similar a la luz”. De hecho, no se puede construir ningún marco “similar a la luz”.

El equivalente relativista a la adición de velocidades en la física no relativista no funciona cuando intentas agregar velocidades si alguna (o ambas) son (son) la velocidad de la luz en el vacío.

Si realmente no le gusta esta respuesta, puede usar de forma predeterminada: nadie lo sabe y nadie sabe cómo formular la pregunta de manera significativa.

Como la mayoría de las preguntas, la respuesta es sí y no dependiendo de las restricciones de un contexto teórico, donde puede ser sí o no en relación con el contexto.

Según la relatividad especial, la respuesta es no. En el marco de cada fotón, la distancia es cero, por lo que relativamente no viajaron en absoluto.

Sin embargo, si no nos limitamos al tabú en la relatividad especial de mezclar marcos de referencia, y consideramos mezclar los marcos de referencia de dos fotones coincidentes con un observador. Cada fotón llegó a un participante a la velocidad de la luz localmente.

En el caso en que cada uno se originó a partir de una distancia igual a un participante en direcciones opuestas, el efecto de ese evento ocurrió a dos veces la velocidad de la luz.

Este también es un efecto relativo, por lo que podemos decir que fue dos veces la velocidad de la causalidad de la luz, a pesar del tabú.

Además, dado que tomó cero tiempo desde la perspectiva de cada fotón, fue instantáneo, con velocidad infinita.

Cuando consideramos viajar 100 años luz tomando mi reloj un año, claramente, para mí, viajé 100 veces la velocidad de la luz, a pesar del hecho de que la relatividad especial dice que solo viajé una distancia dilatada a menos de un año luz, por yo fui 100c.

Observemos esta ecuación, que generalmente encontramos en relatividad especial [matemáticas] v = (v1 + v2) / (1 + v1 * v2 / c ^ 2) [/ matemáticas] ahora pon los valores v1 y v2 como c cada uno como se indica en su pregunta que ambos se mueven con c, ¿sorprendido? Bueno, deberías estarlo, ya que no importa lo que hagamos, nunca podremos obtener una velocidad mayor que c (velocidad de la luz), ahora surge una pregunta ¿de dónde viene esta ecuación? La respuesta es simple como se menciona en algunas de las otras respuestas, se llama transformación de Lorentz para la velocidad relativista de los cuerpos.

Para la prueba, puedes leer algunos de los buenos libros sobre relatividad.

Espero que esto ayude a poner un comentario.

Piensa en dónde estás parado cuando describas algo. ¿Estás mirando las vigas? No hay problema. ¿Estás montando en una viga? Imposible. Los observadores no pueden moverse a la velocidad de la luz. Debes haber escuchado esto un millón de veces. Entonces ahora es un millón y uno.

Reemplace la luz con haces de electrones a 0.75c cada uno, digamos. Ahora te dejaré montar una viga. El otro haz debe satisfacer la transformación de Lorentz. Que es menor que c. Tú pierdes. De nuevo.

No, definitivamente no, la velocidad de la luz no puede ser mayor que C en ningún marco de referencia inercial, para garantizar que se produzca la contracción de la longitud y la dilatación del tiempo.