¿Por qué nada puede viajar más rápido o moverse más rápido que la luz?

Hay muchas formas de responder a esta pregunta, pero permítanme ofrecer una que realmente tenga sentido, incluso sin hablar de números o aumento de energía o lo que sea.

En primer lugar, en su propio marco de referencia, siempre está en reposo, ¿verdad? Eso, después de todo, es lo que significa “su propio marco de referencia”.

En segundo lugar, el postulado clave de la relatividad especial es que existe una llamada velocidad invariante, que es la velocidad de vacío de la luz, que es la misma para todos los observadores. Este postulado se deriva de la teoría del electromagnetismo de Maxwell, si simplemente asumimos (de acuerdo con la observación) que la teoría de Maxwell funciona igual para todos los observadores, independientemente de su velocidad.

Así que tome estos dos postulados juntos y luego suponga que se está moviendo exactamente a la velocidad de vacío de la luz. La velocidad de vacío de la luz es la misma para todos los observadores. Pero bueno, tú también eres un observador. Eso significa que deberías observarte moviéndote a la velocidad de vacío de la luz. Pero espera, en tu propio marco de referencia, ¡siempre estás en reposo! Por lo tanto, se movería simultáneamente a la velocidad de la luz y no se movería en absoluto, lo que no tiene sentido. Por lo tanto, la suposición de que puede moverse a la velocidad de la luz debe descartarse, ya que conduce a una contradicción.

¿Qué hay de moverse más rápido que la velocidad de la luz? Algo similar sucede allí. Resulta que la existencia de una velocidad invariante tiene otra implicación: una velocidad que es más lenta que la luz para un observador es más lenta que la luz para todos los observadores, y de manera similar, una velocidad que es más rápida que la luz es más rápida que la luz para todos los observadores . Entonces, supongamos que se mueve más rápido que la luz. Eso significa que eres más rápido que la luz para todos los observadores, incluido tú mismo. Pero en su propio marco de referencia, debe estar en reposo, ¡y estar en reposo es seguramente más lento que la luz! Entonces, una vez más, una contradicción: simultáneamente te mueves más rápido que la luz y te quedas quieto en tu propio marco de referencia. Nuevamente, la contradicción se resuelve si descartamos la suposición de que puedes moverte más rápido que la luz.

Por supuesto, también sabemos que a medida que aceleras hacia la velocidad de la luz, tu energía cinética y el impulso divergen; que si pudieras viajar más rápido que la luz, entonces un arreglo adecuado de viajes podría llevarte de regreso a tu propio pasado; y una miríada de otras razones por las cuales el movimiento más rápido que la luz simplemente no es consistente con las reglas de la teoría de la relatividad, lo que significa que no es consistente con la física observada de los fenómenos electromagnéticos.

4 cosas que actualmente rompen la barrera de la velocidad de la luz:

Una pregunta frecuente que recibo es si podemos romper la barrera de la luz, porque a menos que podamos romper la barrera de la luz, las estrellas distantes siempre serán inalcanzables.

La mayoría de los libros de texto dicen que nada puede ir más rápido que la luz, pero esa afirmación en realidad debería calificarse: la respuesta es sí, puedes romper la barrera de la luz, pero no de la manera que vemos en las películas. De hecho, hay varias formas de viajar más rápido que la luz:

1. El Big Bang se expandió mucho más rápido que la velocidad de la luz. Pero esto solo significa que “nada puede ir más rápido que la luz”. Como nada es solo un espacio vacío o vacío, puede expandirse más rápido que la velocidad de la luz ya que ningún objeto material está rompiendo la barrera de la luz. Por lo tanto, el espacio vacío ciertamente puede expandirse más rápido que la luz.

2. Si mueve una linterna a través del cielo nocturno, entonces, en principio, su imagen puede viajar más rápido que la velocidad de la luz (ya que el haz de luz va de una parte del Universo a otra en el lado opuesto, que es, en principio, a muchos años luz de distancia). El problema aquí es que ningún objeto material se mueve más rápido que la luz. (Imagine que está rodeado por una esfera gigante de un año luz de diámetro. La imagen del rayo de luz eventualmente golpeará la esfera un año después. Esta imagen que golpea la esfera luego corre por toda la esfera en cuestión de segundos, aunque el la esfera tiene un año luz de ancho.) Solo la imagen del rayo mientras corre por el cielo nocturno se mueve más rápido que la luz, pero no hay mensaje, ni información neta, ni objeto material que realmente se mueva a lo largo de esta imagen.

3. El entrelazamiento cuántico se mueve más rápido que la luz. Si tengo dos electrones juntos, pueden vibrar al unísono, según la teoría cuántica. Si luego los separo, emerge un cordón umbilical invisible que conecta los dos electrones, a pesar de que pueden estar separados por muchos años luz. Si agito un electrón, el otro electrón “detecta” esta vibración al instante, más rápido que la velocidad de la luz. Einstein pensó que esto, por lo tanto, refutaba la teoría cuántica, ya que nada puede ir más rápido que la luz.

Pero en realidad este experimento (el experimento EPR) se ha hecho muchas veces, y cada vez que Einstein estaba equivocado. La información va más rápido que la luz, pero Einstein se ríe por última vez. Esto se debe a que la información que rompe la barrera de la luz es aleatoria y, por lo tanto, inútil. (Por ejemplo, supongamos que un amigo siempre usa un calcetín rojo y un calcetín verde. No sabes qué pierna usa qué calcetín. Si de repente ves que un pie tiene un calcetín rojo, entonces sabes instantáneamente, más rápido que la velocidad de luz, que el otro calcetín es verde. Pero esta información es inútil. No puede enviar código Morse o información utilizable a través de calcetines rojos y verdes).

4. Materia negativa. La forma más creíble de enviar señales más rápido que la luz es a través de la materia negativa. Puedes hacer esto ya sea por:

a) comprimir el espacio frente a ti y expandir el espacio detrás de ti, para que surfees en una ola de espacio deformado. Puede calcular que esta marea viaja más rápido que la luz si es impulsada por materia negativa (una forma exótica de materia que nunca se ha visto).

b) usar un agujero de gusano, que es un portal o atajo a través del espacio-tiempo, como el Espejo de Alicia.

En resumen, la única forma viable de romper la barrera de la luz puede ser a través de la relatividad general y la deformación del espacio-tiempo. Sin embargo, no se sabe si existe materia negativa y si el agujero de gusano será estable. Para resolver la cuestión de la estabilidad, se necesita una teoría de la gravedad totalmente cuántica, y la única teoría que puede unir la gravedad con la teoría cuántica es la teoría de cuerdas (que es lo que hago para vivir). Lamentablemente, la teoría es tan compleja que nadie ha podido resolverla completamente y dar una respuesta definitiva a todas estas preguntas. Tal vez alguien que lea este blog se inspire para resolver la teoría de cuerdas y responda la pregunta de si realmente podemos romper la barrera de la luz.

¡Espero que te haya sido de ayuda!

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Los físicos a menudo se han sorprendido por la invariabilidad de la velocidad de la luz. Esto significa que independientemente de si la fuente se está moviendo o el destino se está moviendo o incluso si ambos se están moviendo, la velocidad de la luz permanece constante a 3 x [matemática] 10 ^ 5 [/ matemática] km / s aprox. ¿Qué es tan inusual en esto? ¡Va absolutamente en contra de cada experiencia práctica conocida por la humanidad! En el mundo normal, las cosas obedecen a lo que se conoce como transformaciones galileanas. Por lo tanto, tome dos autos rápidos separados por 150 Kms y viajando uno hacia el otro. Coche (a) que va a 150 kmh y coche (b) a 100 kmh. Si ambos comienzan exactamente al mismo tiempo, ¿cuándo se encontrarán? Al principio puede sorprenderle saber que el momento en que se encontrarán se rige por su velocidad combinada o 100 kmh + 150 kmh = 250 kmh. Por lo tanto, se encontrarán después de 36 minutos, tiempo durante el cual el automóvil (a) habría cubierto 90 km y el automóvil (b) habría cubierto 60 km. Lo mismo se aplicaría si los autos se alejaran uno del otro aquí, la velocidad de los dos autos se combina nuevamente, pero esta vez se alejan uno del otro, por lo que se alejan uno del otro a una velocidad relativa de 100 km + 150 kmh = 250 kmh. Si ambos automóviles se mueven en la misma dirección que la velocidad del automóvil (a) en relación con la velocidad del automóvil (b), la diferencia en velocidad sería de 150 kmh – 100 kmh = 50 kmh. Estos autos se mueven según las transformaciones galileanas.

Imagine entonces la sorpresa de los científicos cuando descubrieron que la luz no obedece a estas transformaciones galileanas. Toma el siguiente caso. Suponga que tiene una luz en una fuente fija (A) que brilla hacia un punto (B) que tiene 100,000 Kms. de distancia, entonces sabemos que, dado que la velocidad de la luz es de 300,000 km / seg, la luz tardará 0,33 segundos en viajar del punto A al punto B. Y esto es el tiempo que tarda. (nota: en realidad, de acuerdo con la relatividad, esto no es seguro) Ahora suponga que coloca la luz en un tren súper rápido que viaja a 150,000 km / s, entonces la velocidad combinada sería 300,000 km / s + 150,000 km / s = 450,000 km / s ¡y ahora debería tomar la luz solo 0.222 s para llegar al punto B! ¡Incorrecto! ¡Digamos a los científicos que aún le tomaría a la luz 0,33 segundos para cubrir la distancia de (A) a (B)!

¿Cómo puede esto ser verdad? Más importante, ¿cómo podría demostrarse que es verdadero o falso? Una posible prueba es la de la velocidad del sonido porque también es invariante. Al igual que la luz, la velocidad del sonido también es independiente de la velocidad de la fuente o del destino o incluso si ambos se mueven juntos. Cómo podría ser esto ? Mira este problema. Primero tiene un sonido estacionario en (A) que viaja hacia un punto (b) que está a 600 m de distancia. Considere que el sonido viaja a 1257.12 kmh, por lo tanto, tomará aproximadamente 1.72 segundos cubrir la distancia hasta (B). Ahora imagine que el sonido (sirena o lo que sea) se ajusta a un automóvil que viaja a 150 kmh, entonces el sonido ahora debería tomar 600 / (150 kmh + 1257.12) = 1.53 segundos para cubrir la distancia a B, ¿verdad? Dice mal a los físicos que el sonido aún tardará 1.72 segundos en viajar desde el punto A al punto B. El sonido (es decir, la frecuencia puede cambiar pero la velocidad del sonido seguirá siendo la misma). Cómo podría ser esto ?

Se vuelve muy simple de entender una vez que se da cuenta de que la velocidad del automóvil depende de su masa, la fuerza con la que puede presionar sobre el asfalto, la fuerza de la gravedad, etc., mientras que la velocidad del sonido depende únicamente de las propiedades del medio por el que viaja. Las dos velocidades no tienen nada que ver entre sí. ¡Es como comparar manzanas y naranjas que no puedes hacerlo! Por lo tanto, el sonido aún tardará 1.72 segundos en viajar desde el punto (A) hasta el punto (B), mientras que el automóvil aún tomaría 14.35 segundos para cubrir la distancia (A) a (B).

La velocidad del sonido es una propiedad del medio. El sonido no es un objeto, sino una perturbación en un medio dado, por lo que siempre viajará a la velocidad que prescribe el medio. La única forma de cambiar su velocidad es cambiar el medio de alguna manera (normalmente la temperatura en el aire). Esto significa que el hecho de que una persona se mueva o no es irrelevante para la velocidad con la que viaja el sonido, siempre que el medio permanezca sin cambios. Si se mueve en relación con el sonido, la frecuencia puede cambiar, pero la velocidad del sonido seguirá siendo la misma.

La pregunta aquí es por qué si la velocidad del sonido emula tan estrechamente la velocidad de la luz no es la cuestión de un medio a través del cual la luz se propaga examinada más de cerca o reexaminada más de cerca. ¿Seguramente las similitudes son demasiado grandes para que sea una coincidencia? Piense en el razonamiento ilógico altamente intrincado (algunos dirían) de la relatividad especial. La distancia promedio de la tierra a la luna es de 384.403 km. la velocidad de la luz es de 299,784 km / s, por lo tanto, debe tomar una transmisión de radio exactamente 1.28223099 segundos para cubrir esta distancia y este es el tiempo que toma una transmisión de radio. Según la relatividad especial, esto es ilusión; en realidad, la transmisión de radio tarda 2.56446, etc., segundos para que la transmisión de radio llegue a la luna, pero debido a la dilatación del tiempo se registra en el reloj como 1.28223, etc., segundos para que la transmisión de radio llegue a la luna. ¿No es esto muy complicado, después de todo, en términos de las mediciones de tiempo de hoy en que es posible medir intervalos de tiempo de [matemáticas] 10 ^ {- 15} [/ matemáticas] s. una diferencia de 1.2822 segundos es enorme? Por otro lado, si existe un medio como un campo universal o un éter, hasta ahora no detectado, entonces serviría como un marco de referencia universal y también explicaría que la velocidad de la luz sea constante. Viajar en una luz media no podría ir más rápido o más lento de lo que lo hace.

Nada viaja más rápido que la luz.

En la mayoría de los libros de texto, encontrará que no hay nada más rápido que la luz. Pero eso no es verdad.

Aquí hay una lista de cosas que viajan más rápido que la luz.

• El Big Bang.

El big bang sucedió más rápido que la luz, pero dado que aquí no se creó nada (espacio, vacío) no se puede considerar.

• Si agitas una linterna en el cielo nocturno.

Imagine que está rodeado por una esfera gigante a 2 años luz de distancia, la luz llegará a la esfera en 2 años luz. Esta imagen luego corre a través de la esfera en unos segundos. Aunque la esfera está a 2 años luz de distancia. Su imagen es más rápida que la luz.

• El entrelazamiento cuántico se mueve más rápido que la luz.

Considere 2 electrones juntos que pueden vibrar al unísono. Ahora, si puedes separarlos, hay una conexión invisible entre ellos. Ahora vibra uno de ellos, el otro vibrará con él.

• Materia negativa

Puede viajar más rápido que la luz a través de un agujero negro y salir en un hoyo cálido si la teoría de cuerdas es real.

• Auge lunico

Cuando los objetos viajan más rápido que el sonido, producen un sonido sónico. Del mismo modo, cuando viajan más rápido que la luz, producen un auge lunico. Esto se conoce como radiación de Cherenkov.

Aquí los electrones exceden la velocidad de la luz pero en el agua, ya que el agua es el medio.

• Dilatación del tiempo

Considere su viaje en el tiempo y regrese a la Tierra. El sistema de referencia de la Tierra pensaría que tiene 1000 años, pero en realidad solo habría viajado en el tiempo espacial dándole mil años.

• Alcuberrie en coche.

viajar en una nave espacial como el Star Trek puede existir. Mire este video que le dará una idea de lo que es el disco alcuberrie.

Fuente más rápido que la luz – Wikipedia

4 cosas que actualmente rompen la velocidad de la barrera de la luz

Editar-

Gracias por la sugerencia

La pregunta fue sobre cualquier cosa que no se limitara a la masa, por lo tanto, di esta respuesta.

Prácticamente ningún objeto con masa puede viajar más rápido que la luz. Matemáticamente la antimateria sí.

Esto se debe a que el tiempo es en realidad una propiedad geométrica de nuestro mundo. Es la cuarta dimensión, y también se ve afectada por la masa (que es lo que llamamos gravedad, como Einstein encontró como parte de la teoría de la Relatividad General). Una línea recta en el espacio-tiempo comienza en lo que ve desde un punto de vista relativo como tiempo [math] t_ {0} [/ math] y termina en el tiempo [math] t_ {1} [/ math]. Una línea recta en el espacio-tiempo debe denotarse con una dimensión de tiempo, y una que no viole los principios de la Relatividad Especial de Einstein. Dado que las líneas rectas en el espacio-tiempo también pasan por el tiempo, también definen la velocidad de desplazamiento a lo largo de la línea, que se define geométricamente como la pendiente entre el eje del tiempo y el eje del espacio.

Como alguien que se encuentra debajo de las estrellas, usted * piensa * que podría existir una línea entre dos galaxias diferentes que comienza y termina al mismo tiempo, pero en realidad no puede. Tal línea simplemente no puede existir. Ya ves cómo se veía el mundo hace miles de millones de años. Lo que ves hoy en una estrella en el lado izquierdo del cielo no es algo que podría ser conocido por una estrella en el lado derecho del cielo (por ejemplo, en una galaxia diferente) hace miles de millones de años. Esto está matemáticamente incrustado en el concepto de espacio-tiempo, que simplemente establece que una línea entre dos lugares lejanos en la que el punto de inicio de la línea y el punto final de la línea al mismo tiempo desde la perspectiva de un observador simplemente * no puede existir * ya que no está definido en nuestra geometría actual. La geometría también define que las líneas no pueden retroceder en el tiempo, pero pueden ir más despacio que la velocidad de la luz, hasta llegar a cero, lo que significa que la línea solo avanza en la dimensión del tiempo.

La velocidad de la luz no es en realidad la velocidad de la luz, sino la velocidad de la causalidad. (Causalidad (física) – Wikipedia). Si la velocidad de la causalidad no fuera una velocidad finita desde el punto de vista de un observador, entonces el concepto de tiempo no existirá. Todo simplemente aparecerá para comenzar y terminar al mismo tiempo. Avanzar o retroceder en el tiempo sería exactamente como moverse en cualquier otra dirección. Debido a que muchas cosas no cuadran cuando intentas definir la velocidad de la causalidad como infinita, entonces debe ser finita. Por lo tanto, sabemos que es igual a algo. Y la luz viaja en la velocidad de la causalidad (esta velocidad finita a la que acabamos de referirnos) debido a otras razones no mencionadas aquí. Estos son los principios básicos de la Relatividad Especial de Einstein que definen que la velocidad de causalidad [matemática] c [/ matemática] es tanto finita como constante, sin importar cuál sea el marco de referencia del observador en el espacio-tiempo.

Una vez que comprenda por qué las partículas sin masa siempre viajan al límite de velocidad máxima del universo, la velocidad de la causalidad, podemos medir la luz (u ondas electromagnéticas) para decirnos exactamente cuál es la velocidad de la causalidad.

Si cree que los postulados de la Relatividad Especial de Einstein son verdaderos (la velocidad de causalidad existe y es una velocidad finita, y que todos los experimentos se comportan igual independientemente del marco de referencia inercial que se realicen), entonces supone automáticamente que la geometría del mundo no nos permite construir una línea a través del espacio-tiempo que vaya más rápido que la velocidad de causalidad / luz, por lo que no podemos ir más rápido que la velocidad de causalidad. Simplemente no es posible construir tal línea porque no está definida geométricamente en un mundo donde el tiempo es una dimensión y que la velocidad de causalidad es finita y constante.

Otra forma intuitiva de pensar sobre este límite es comprender que, a partir de la relatividad especial de Einstein, se puede concluir que todo en el mundo siempre viaja a una velocidad fija [matemáticas] c [/ matemáticas]. Esta velocidad es una velocidad de cuatro dimensiones, lo que significa que puede avanzar en la dimensión del tiempo, la dimensión del espacio, o ambas, pero no puede cambiar su velocidad, siempre es la velocidad de la causalidad. Tener masa significa que avanzarás tanto en la dimensión espacial como en la dimensión del tiempo (cuanto más rápido viajas en el espacio, más lento viajas en el tiempo), y no tener masa significa que no experimentarás el tiempo en absoluto (para un fotón, cero el tiempo pasa desde el momento en que se crea hasta el momento en que se destruye). Esto no solo significa que no puede pasar la velocidad de la luz, sino que también significa que la luz no puede ir más lenta que la velocidad de la luz sin tener masa, y que algo con masa no puede ir más lento en el tiempo sin ir más rápido espacio. Lea más aquí sobre esta idea aquí:

Esferas, relatividad especial y rotaciones

Cuatro velocidades – Wikipedia

Rindler es simplemente una derivación bonita del factor de dilatación del tiempo relativista especial Gamma

Otro video genial sobre el tema:

Actualizar respuesta

Puedes resolverlo, mediante la transformación lorentz:

Cuando hagas eso, te darás cuenta de que obtendrás una singularidad como el infinito o algo así, cuando aceleres tu objeto a la velocidad de la luz. La masa se vuelve infinita, la longitud del objeto se vuelve cero y el flujo del tiempo simplemente se detiene.

Entonces la respuesta a la pregunta es “debido a la transformación lorentz”.

Y si tuviera que preguntarse por qué la transformación lorentz es verdadera, o en otras palabras, por qué la velocidad de la luz es constante en todos los cuadros, la respuesta es que nadie lo sabe.

De hecho, estoy desconcertado por qué tantos físicos, como lo demuestran todas las demás respuestas a esta pregunta, evitan las tres palabras, “no sabemos”.

La respuesta de Viktor Toth fue, con mucho, la mejor y más concisa explicación de la lista.

Solo quería agregar una cosa. La respuesta de Víctor deja en claro por qué un observador no puede moverse a la velocidad de la luz en este universo. Hay una diferencia entre observadores objetivos y comunicación entre esos observadores. La velocidad de la luz es la velocidad invariable a la que se puede determinar la causa y el efecto entre los observadores que tienen algo de masa.

Este universo es más fácil de entender si lo miras desde el punto de vista de la programación orientada a objetos. Los objetos producen causas y reciben efectos. Las interacciones con otros objetos ocurren a la velocidad de la luz y el tiempo de ping entre los objetos depende de la distancia entre los objetos.

Para que la realidad funcione de manera consistente para todos los objetos del universo, algo tiene que cambiar cuando algo se mueve en relación con cualquier otra cosa. Si pudieras mirar dentro del marco de descanso de una nave espacial con gente adentro alejándose al 99 por ciento de la velocidad, desde tu punto de vista, todo dentro de esa nave espacial se movería en cámara muy lenta. Desde el punto de vista dentro de la nave espacial, todo sigue siendo normal, y no sienten que se mueven en cámara lenta.

Tenga en cuenta que cada objeto en el universo tiene acceso a una cantidad limitada y constante de tiempo de procesamiento de causa y efecto de realidad. Todo se le asigna una base de tiempo que depende del campo de gravedad asociado con el objeto. Si se mueve más rápido que otras cosas, ese movimiento relativo consume una parte de su tiempo de procesamiento de CPU de realidad universal disponible. Por lo tanto, la cantidad de procesamiento de causa y efecto que puede ocurrir dentro de su nave espacial en rápido movimiento debe ser golpeada con una penalización. Realmente te estás moviendo más lento dentro de tu nave rápida en comparación con todo lo demás, pero la naturaleza del procesamiento de causa y efecto sigue siendo consistente, por lo que nada parece fuera de lo normal dentro de esa nave espacial rápida.

Puede ser alucinante si lo piensas demasiado. Seamos felices de que funcione tan bien. No querrás darte cuenta de esa penalización de tiempo mientras estás dentro de la nave espacial. Si ese fuera el caso, la existencia se volvería extremadamente aburrida. Tendría que esperar 10 horas para que su brazo levante una taza de café.

La velocidad “libre” de un fenómeno en el espacio está ligada a la sustancialidad (inercia) de ese fenómeno. Cuanto mayor es la inercia, más lenta es la velocidad libre.

En el espectro electromagnético, la inercia está ligada a la frecuencia. Cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la inercia. Presencia de frecuencia significa que hay inercia. Pero la inercia en las frecuencias electromagnéticas es tan pequeña que es prácticamente imperceptible. Todavía es más difícil percibir las diferencias en la inercia con las diferencias en las frecuencias.

La velocidad de la luz es extremadamente alta porque su inercia es extremadamente baja. Esta velocidad es probablemente un promedio sobre el espectro electromagnético, al igual que la inercia en este rango. Las diferencias en las velocidades en el espectro electromagnético son tan difíciles de percibir como las diferencias en la inercia.

Pero, teóricamente, es posible concebir que la inercia y la velocidad de la perturbación electromagnética deben variar en el rango de frecuencia del espectro electromagnético.

Por lo tanto, teóricamente, es muy posible que a medida que la frecuencia se aproxima a cero en el espectro electromagnético, la inercia se aproxima a cero y la velocidad se aproxima a un valor infinito.

Por lo tanto, teóricamente, es posible una velocidad mayor que la luz, pero solo para una perturbación electromagnética de frecuencia inferior a la frecuencia promedio de la luz.

Por favor ver: Newton, Einstein e Inercia

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La velocidad de la luz es de 299,792,458 metros por segundo.

Cada partícula en nuestro universo se mueve a través de lo que los científicos llaman ” el campo de Higgs “. (El campo de Higgs es un campo de energía que se cree que existe en todas partes del universo. El campo está acompañado por una partícula fundamental llamada bosón de Higgs, que el campo utiliza para interactuar continuamente con otras partículas). Como resultado de esta interacción, Las partículas adquieren su masa. Diferentes partículas interactúan con el campo de Higgs con diferentes fuerzas, por lo que algunas partículas son más masivas que otras. Los fotones también se mueven a través del campo, pero no interactúan en absoluto con el campo.

Como los fotones no interactúan con el campo de Higgs, no están sujetos a ningún límite de velocidad. Son libres de moverse a la velocidad más rápida posible, es decir, la velocidad “ligera”. Por qué la velocidad de la luz no es más lenta o más rápida que 299,792,458 metros por segundo es porque esa velocidad exacta es una constante fundamental de nuestro universo. (Las constantes como la constante de Planck y la constante gravitacional de Newton, etc., son ejemplos de constantes físicas fundamentales, junto con la velocidad de la luz, que se establecieron en el lugar cuando se creó nuestro universo en el momento del Big Bang).

Somos conscientes de que se requiere energía para acelerar un objeto con masa; Las partículas que tienen masa requieren energía para acelerarlas. Cuanto más cerca de la velocidad de la luz aceleramos una partícula, más energía se requiere para ir más rápido. Esto se debe a que las partículas mismas se vuelven más masivas en proporción al aumento de la velocidad. Científicamente, la inercia (resistencia a la aceleración) aumenta, y la tendencia del objeto a curvar el espacio a su alrededor aumenta a medida que su velocidad se aproxima a la velocidad de la luz.

Energía Relativista

Por lo tanto, si quisiéramos acelerar incluso un solo electrón a la “velocidad de la luz”, necesitaríamos una cantidad infinita de energía debido a que el electrón se vuelve infinitamente pesado. No hay suficiente energía en todo el universo para impulsar un solo electrón a la velocidad de la luz. (Yo uso la palabra ‘infinito’ como un número mayor que cualquier cantidad asignable o número contable – inconmensurable)

Puedes viajar más rápido que la luz. Simplemente no puedes hacerlo en el vacío. En otros medios, como el agua, es posible exceder la velocidad que tiene la luz en ese medio, pero aún no se puede exceder la velocidad que la luz tiene en el vacío.

Cuando las partículas cargadas viajan a través de un medio dieléctrico (aislante) más rápido que la luz, emiten radiación Cherenkov, que es ese resplandor azul en los reactores nucleares submarinos.

Es realmente una pena que Quora no pueda evitar que se haga la misma pregunta una y otra vez. Esta pregunta en realidad aparece dos veces en el resumen del 29/04/18. De todos modos, la respuesta es la teoría cuántica de campos. (De hecho, QFT es la respuesta a la mayoría de las preguntas de física sobre Quora). Aquí está mi respuesta tomada de mi libro “Fields of Color”, que explica QFT a un público laico sin ecuaciones:

Por supuesto, la idea de que hay un límite de velocidad final parece absurda. Si bien la velocidad de la luz es muy alta para los estándares terrenales, la magnitud no es el punto; Cualquier tipo de límite de velocidad en la naturaleza no tiene sentido. Supongamos, por ejemplo, que una nave espacial viaja casi a la velocidad de la luz. ¿Por qué no puedes encender el motor de nuevo y hacer que vaya más rápido, o si es necesario, construir otra nave con un motor más potente? O si un protón está girando en un ciclotrón a una velocidad cercana a la de la luz, ¿por qué no puede aumentar su energía adicional y hacer que vaya más rápido?

Explicación intuitiva . Cuando pensamos en la nave espacial y el protón como hechos de campos, no como objetos sólidos, la idea ya no es ridícula. Los campos no pueden moverse infinitamente rápido. Los cambios en un campo se propagan de una manera “laboriosa”, con un cambio en la intensidad en un punto que causa un cambio en los puntos cercanos, de acuerdo con las ecuaciones de campo. Considere la ola creada cuando deja caer una piedra en el agua: la piedra genera una perturbación que se mueve hacia afuera ya que el nivel del agua en un punto afecta el nivel en otro punto, y no hay nada que podamos hacer para acelerarlo. O considere una onda de sonido que viaja a través del aire: la perturbación en la presión del aire se propaga cuando la presión en un punto afecta la presión en un punto adyacente, y no podemos hacer nada para acelerarla. En ambos casos, la velocidad de propagación está determinada por las propiedades del medio transmisor, aire y agua, y existen ecuaciones matemáticas que describen esas propiedades.

Los campos también se describen mediante ecuaciones matemáticas, basadas en las propiedades del espacio, y la constante c en esas ecuaciones determina la velocidad máxima de propagación. Si el campo tiene masa, también hay un término de masa que reduce la velocidad. Como todo está hecho de campos, incluidos protones y cohetes, está claro que nada puede ir más rápido que la luz. Como Frank Wilczek escribió:

Uno de los resultados más básicos de la relatividad especial, que la velocidad de la luz es una velocidad limitante para la propagación de cualquier influencia física, hace que el concepto de campo sea casi inevitable. – F. Wilczek (“La persistencia del éter”, p. 11, Physics Today, enero de 1999)

David Bodanis intentó hacer este punto de la siguiente manera:

La luz siempre será un salto rápido de la electricidad que sale del magnetismo, y luego del magnetismo que salta de la electricidad, y todo se aleja rápidamente de cualquier cosa que intente alcanzarlo. Es por eso que su velocidad puede ser un límite superior. – D. Bodanis ( B2000 , pág.50 )

Sin embargo, Bodanis solo contó parte de la historia. Es solo cuando reconocemos que todo, no solo la luz, está hecho de campos que podemos concluir que hay un límite de velocidad universal.

Ahora echemos otro vistazo a ese protón que gira en un acelerador, usando nuestras gafas de colores para visualizar los campos. Vemos el protón como una gota de enrojecimiento que rezuma (prefiero ese término a “saltar”), ya que la cantidad de enrojecimiento en un punto afecta el enrojecimiento en un punto vecino. El proceso es muy rápido según nuestras normas habituales, pero no es instantáneo. El protón no puede moverse más rápido porque las ecuaciones de campo ponen un límite a la rapidez con que puede exudarse el enrojecimiento.

La respuesta de Viktor T. Toth tiene un serio defecto lógico. Dejaría esto como un comentario, pero por alguna razón no puedo dejar un comentario o editar una sugerencia. Si Viktor corrige su respuesta, eliminaré esta, que es esencialmente la misma sin la falla lógica. * Llegaré al extremo de utilizar la mayoría de las mismas palabras.

El postulado clave de la relatividad especial es que existe una llamada velocidad invariante, que es la velocidad de vacío de la luz, que es la misma para todos los observadores. Este postulado se deriva de la teoría del electromagnetismo de Maxwell, si simplemente asumimos (de acuerdo con la observación) que la teoría de Maxwell funciona igual para todos los observadores, independientemente de su velocidad. Eso nos dice que cada vez que miramos la luz, se moverá a la velocidad de la luz, independientemente de nuestro marco de referencia.

Suponga que se está moviendo exactamente a la velocidad de vacío de la luz con respecto al lugar donde comenzó. La velocidad de vacío de la luz es la misma para todos los observadores. Por lo tanto, la luz proveniente de donde comenzó nunca debería poder atraparlo, por lo que desde su marco de luz de referencia debería comportarse como si tuviera velocidad cero. Del mismo modo, la luz que emitimos detrás de nosotros nunca debe alcanzar el punto de partida, lo que sugiere nuevamente que en el marco original, la luz viaja a 0 metros / seg.

* La falla lógica es esta. Puede sustituir “más lento que la luz” por “más rápido que la luz” en el argumento y llegar a una conclusión errónea. La realidad es que, en su propio marco de referencia, * puede * parecer que se mueve más rápido que la luz. Si mide cuánto tiempo tarda su marco en pasar de una estrella a otra y calcula la distancia / tiempo, puede parecerle fácilmente que su velocidad fue mayor que la de la luz. Lo que debe incluirse es que ambos marcos de referencia deben tratar de mirar una fuente de luz común.

Probablemente obtendrá muchas respuestas que dicen “la masa aumentaría hasta el infinito, lo que requeriría energía infinita, bla, bla, bla”. Ignórelos: de alguna manera, la única parte de la relatividad que se adhiere a los no físicos es el concepto de “aumento de masa relativista”, que causa tanta confusión que los físicos reales generalmente ya no lo usan.

La verdadera respuesta es que puedes ir tan rápido como quieras . ¿Quieres ir a Andrómeda (a 2,5 millones de años luz de distancia) en una hora? ¡Ve a por ello! Tienes que enfrentar algunos problemas de ingeniería increíbles, pero la relatividad no se interpondrá en tu camino.

Sin embargo, algunas cosas extrañas sucederán en el camino:

1. No importa qué tan rápido vaya, la luz sigue actuando igual: se aleja de usted exactamente en c en todas las direcciones, como si estuviera parado. ¡Porque en tu marco de referencia, ESTÁS parado!
2. En su marco de referencia, está parado y el universo se está moviendo a una velocidad increíble. Debido a la contracción de la longitud, el universo se “compacta” en la dirección del viaje, por lo que Andrómeda ya NO está a 2.5 millones de años luz de distancia. De hecho, está a menos de una hora de luz (alrededor de 670 millones de millas), lo que significa que puede llegar en una hora sin exceder la velocidad de la luz.
3. Para la gente en casa, su tiempo parece “ralentizado”. TÚ puedes pensar que solo te llevó una hora, ¡pero ELLOS te llevó más de 2.5 millones de años! Así que de nuevo, nunca excediste la velocidad de la luz.

Como puede ver, nadie ve nada moviéndose más rápido que la velocidad de la luz.

No es que algo te impida ir tan rápido como quieras, es que no importa lo rápido que vayas, el tiempo y el espacio se reorganizan de tal manera que nadie (tú o la gente de tu casa o cualquier otra persona) ve que algo va Más rapido que la luz.

Y no tiene nada que ver con “aumento de masa” o “necesidad de energía infinita” o algo así.

Sí, pero ninguna de las cosas que “se mueven” más rápido que la luz es en realidad una transferencia de información.

1. Expansión del espacio-tiempo: algunas galaxias se están “moviendo” tan rápido que eventualmente su luz nunca podrá alcanzarnos.
2. Enredo: las partículas pueden “comunicarse” más rápido que la luz, pero esto nunca se puede usar para enviar información
3. Una imagen: si tomamos una linterna y la agitamos a través de la luna, la imagen viajará más rápido que la luz. No es la luz misma, solo la imagen , el lugar donde cae la luz, no la luz misma
4. Los taquiones teóricos (probablemente no existen) se mueven más rápido que la luz porque tienen una masa imaginaria. A medida que ganan energía cinética, disminuyen la velocidad y se acercan a la velocidad de la luz como la materia normal, solo desde la otra dirección.

La fuerza de la gravedad es más rápida que la velocidad de la luz, ya que está allí instantáneamente en todos los niveles posibles de intensidad e incluso desde su inicio con la formación de un nuevo sistema solar, un agujero negro u otra fuerza gravitacional. Mi teoría sugiere que la presencia de la luz misma, incluso en el vacío, impone una fricción en la luz que pasa a través (tantos fotones) y frena la velocidad a la de la luz, ya que podemos reconocer sus características tal como están definidas. Esperaría que la fuerza de fricción generada por la luz que excede la velocidad de la luz crearía una especie de aurora boreal de luz blanca que se mueve hacia adelante a medida que el borde de ataque explota con el calor. [No soy científico, solo juego uno en Quora.]

Eso no es exactamente exacto. Nada puede viajar más rápido que la luz puede viajar en el vacío, en un marco de referencia inercial, dentro de un espacio geodésico gravitacionalmente plano.

La velocidad de la luz puede cambiar y puede variar (desde nuestra perspectiva) dependiendo de nuestra ubicación y dirección de movimiento.

Pero básicamente, es el límite de velocidad del universo. (O eso dicen).

Si viajas lejos de la tierra a la velocidad de la luz, la luz que sale de la tierra nunca te alcanzará.

Prácticamente, para la ciencia que conocemos, no es posible. Pero teóricamente, hay partículas llamadas taquiones que viajan más rápido que la luz. La superluminosidad es la más rápida entre ellas. Espero que haya ayudado.

Motivo: Todos estarían al tanto de la ecuación de Einstein E = MC ^ 2. Entonces, de acuerdo con esto, la energía y la masa son directamente proporcionales. Por lo tanto, para hacer que todo viaje más rápido que la luz, necesitaría una cantidad infinita de energía y masa. Esto no es posible para los humanos, ni siquiera la naturaleza permite que ninguna partícula tenga más velocidad de la luz.

En realidad, el universo se está expandiendo lejos de nosotros más rápido que la velocidad de la luz. En relatividad especial, el movimiento más rápido que la luz está prohibido en el marco inercial de cualquier observador. Sin embargo, esta restricción no se aplica a la expansión del universo, donde no hay un marco inercial global y que se describe utilizando la relatividad general. La forma teórica de la ley de Hubble (derivada de la métrica de Robertson-Walker) es v = HD , donde la velocidad de recesión v se da en términos de la constante de Hubble H y la distancia adecuada D. No hay límite de velocidad superior a la ley de Hubble, por lo que a una distancia suficiente ( D > c / H ) la velocidad de recesión excede la velocidad de la luz. El espacio es lo que hace la expansión. El espacio en expansión arrastra cosas (galaxias, etc.) a lo largo del viaje. Contra-intuitivamente, los astrónomos pueden incluso observar algunas galaxias que se alejan de nosotros más rápido que la luz. Para una discusión simple en inglés de esto, vea http : //curious.astro.cornell.edu… . Para una explicación más técnica, ver “Confusión en expansión: conceptos erróneos comunes de horizontes cosmológicos y la expansión superluminal del universo” por Davis y Lineweaver.