¿Cómo se ve la luz como si se pudiera viajar casi tan rápido como la luz?

La teoría de la relatividad especial nos enseña que no importa qué tan rápido creas que vas, siempre medirás que la velocidad de la luz sea aproximadamente 3 / veces 10 ^ 8 m / s. En otras palabras, nunca se puede ganar velocidad en un fotón. Esta rareza es parte integrante de la relatividad especial. Las dificultades para conceptualizar una velocidad constante de la luz que es independiente de la velocidad del observador fueron el obstáculo que impidió que los físicos a fines del siglo XIX pudieran reconciliar la teoría del electromagnetismo de Maxwell con la mecánica newtoniana. Tomó la teoría de la relatividad especial de Einstein para resolver el conflicto.

Una velocidad constante de la luz no evita que parezca viajar a un ritmo impresionante con respecto a otro observador. Por lo tanto, si estuviera montando un electrón que rodeaba el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que es el acelerador de partículas más grande del mundo en el CERN Suiza, su velocidad parecería ser una fracción significativa de la velocidad de la luz con respecto a un físico de pie en la sala de control del LHC. Sin embargo, si tuviera que medir la velocidad de la luz en la superficie de su electrón (trabaje conmigo en esto, se cree que el experimento después de todo) la velocidad de la luz sería la misma velocidad que mediría un físico estacionario en el control sala, es decir, aproximadamente 3 / veces 10 ^ 8 m / s.

Como han señalado otros carteles, la longitud de onda de la luz que usted y el físico ven puede cambiar Doppler uno con respecto al otro. Es decir, a medida que gira la curva y se dirige hacia el físico, su color cambiará de azul porque la distancia entre ustedes dos se está cerrando. Y, a medida que pasa junto al físico, su color cambiará de color rojo cuando se aleje de ellos y la distancia entre ustedes dos aumente.

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La velocidad de la luz, c , es una constante en todos los marcos de referencia inerciales (no acelerados). Es el producto de su longitud de onda lambda [math] \ lambda [/ math] y su frecuencia nu [math] \ nu [/ math]. Eso significa que si duplica la longitud de onda, automáticamente reduce a la mitad la frecuencia y viceversa. Si se está acercando a un objeto, la longitud de onda de la luz del objeto disminuye y la frecuencia aumenta proporcionalmente; si se está moviendo lejos de un objeto, interruptor de ellos alrededor.

En el espectro visible, el color rojo es de mayor longitud de onda y menor frecuencia; el color azul es de longitud de onda más corta y mayor frecuencia. Entonces, decimos que el color está “desplazado hacia el azul” si nos acercamos, “desplazado hacia el rojo” si nos estamos alejando. La cantidad de desplazamiento depende de la velocidad relativa del observador y el objeto.

Sin embargo, la luz visible es sólo una pequeña porción del espectro electromagnético completo. Un movimiento relativo lo suficientemente rápido podría cambiar un color completamente hacia el espectro infrarrojo o de radio, o hacia el espectro ultravioleta o de rayos X, o incluso más. También podría cambiar una onda electromagnética en el espectro visible desde el exterior.

Cuando se viaja tan rápido que comprimir y descomprimir el espacio a su alrededor (warping). la velocidad de la luz cambios en estas áreas de compensación de la velocidad está de viaje. Más rápido en la descompresión detrás y más lenta en la compresión que tienes delante.

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