Si necesita energía infinita para alcanzar la velocidad de la luz, ¿qué número es justo antes del infinito? ¿Cuánta energía se necesita para alcanzar el 99.999999999%?

Hola … Así que aquí está el trato, no es tanto que “necesites” una cantidad infinita de energía para alcanzar la velocidad de la luz. Es que ninguna cantidad de energía es suficiente para alcanzar la velocidad de la luz. Eso es lo que realmente quieren decir.

Ver la respuesta de Mark Lundquist a ¿Se necesitaría más energía ‘infinita’ para mover una nave espacial a la velocidad de la luz que mover una molécula de átomos a la velocidad de la luz? donde sigo sobre esto con cierta extensión 🙂

“¿Qué número es justo antes del infinito?” Bueno, no hay ningún número “justo antes” infinito! Lo siento, así es como es 🙂

Con el recuento de números, puede hablar sobre el número “justo antes” o “justo después”. Sin embargo, la idea de “justo antes” o “justo después” ni siquiera tiene sentido para los números reales , ¡mucho menos para el infinito! Esto es lo que quiero decir … si preguntas “¿cuál es el número de conteo justo antes de 3?”, La respuesta es “2”.

Pero si preguntas “¿cuál es el número real que está justo antes del 3?” bueno, no hay respuesta para eso, ¿verdad? Porque cualquier número que quiera nombrar no puede ser “el número justo antes del 3”. ¿Qué tal 2.999999, es ese “el último número antes de 3”? No, hay muchos números menores que 3 que aún son mayores que 2.999999. Por ejemplo, hay 2.9999991, y 2.9999995 y 2.9999999. Bueno, ¿qué tal si vamos a la quiebra y decimos 2.99999999999999999999999, podría ser ese el número real que está “justo antes” 3? No, mismo trato, ¿verdad? Siempre puede nombrar un número que sea mayor, pero aún menor que 3. De hecho, siempre hay un número infinito de números reales entre cualquier número que quiera nombrar y el número 3 (o cualquier otro número).

Entonces, si “el número justo antes” ni siquiera tiene sentido para un número antiguo como el 3, no debería molestarte demasiado que tampoco tiene sentido para el infinito, ¿verdad? :-).

Sin embargo, para el infinito, es un poco diferente porque el infinito ni siquiera es parte del sistema de números reales en primer lugar (ni de los números enteros o de conteo). No hay un número de conteo justo antes del infinito, porque si existiera dicho número, llamémoslo n, eso significaría que n + 1 sería infinito, excepto que no lo es, es n + 1. Entonces, n no debe ser “justo antes del infinito” después de todo.

El infinito no es como “un número al que no puedes ir más alto” … piensa en él más bien como una dirección a la que siempre puedes ir, pero sin ningún “punto” al que puedas llegar.

Si necesita energía infinita para alcanzar la velocidad de la luz, ¿qué número es justo antes del infinito? Cuánta energía se necesita para alcanzar
99.999999999%?

El punto entero del infinito, es que no es solo un número finito + 1, está infinitamente lejos de todos los números finitos. Entonces, justo antes del infinito es …… infinito. Decir “se necesita energía infinita …” es realmente una forma física de decir que es imposible.

Entonces, aunque no deseo ser grosero, la primera pregunta que tienes … no tiene sentido.

Ahora, en segundo lugar, pregunta cuánta energía se necesita para alcanzar el 99.999999999%. (Asumo de ‘c’) .

Sin embargo, ha entendido mal un poco, ya que no solo depende de la velocidad del cuerpo, sino también de su masa.

La fórmula es [matemática] E_ {cinética} = \ frac {mc ^ 2} {\ sqrt {1- \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}}} – mc ^ 2 [/ matemática]

Ahora, conectando la masa para un electrón, obtenemos los pequeños 0.000000018 Julios. Lo cual es muy pequeño, pero también lo son los electrones.

Si tomamos una persona de 100 kg (220 libras si es estadounidense) como alternativa, entonces obtenemos 2,000,000,000,000,000,000,000,000 de julios, es decir, 2 millones de billones de billones de julios. A modo de comparación, Google me dice que la bomba atómica lanzada sobre Hiroshima era de 60,000,000, por lo que el peso de 100 kg tomaría 30,000,000,000,000,000 de bombas de energía de Hiroshima *.

¿Ves lo masivo que es eso?

Entonces, eso todavía no es infinito, por supuesto, ¿y si lo hiciéramos …?

99.9999999999% (9 adicionales al final)

¿luego?

Funciona aproximadamente tres veces más.

¿Añadir otros 9 al final?

10 veces más …

Siempre te acercas a tu infinito, pero nunca lo alcanzas. ¡Eso es casi infinito por todas partes!

* Wikipedia me dice que la producción total de los soles es 384,600,000,000,000,000,000,000,000 Watts, que es casi 200 veces más por segundo. Esa es una cantidad increíble de energía, pero piense cuán grande y caliente es nuestro sol.

El número justo antes del infinito sigue siendo infinito.

La división matemática más pequeña posible es un infinitesimal, que es una unidad de medida que es infinitamente pequeña. Un infinitesimal es tan pequeño que si toma infinito menos uno infinitesimal, todavía tiene infinito. De hecho, puede restar un número infinito de infinitesimales del infinito y todavía tener infinito. Esto apunta a uno de los aspectos menos intuitivos del infinito: algunos infinitos son más grandes que otros.

Si desea obtener una velocidad finita y un total de energía finita, tendrá que comenzar contando desde cero. Y finalmente no habrá “velocidad / energía máxima teórica”. Siempre podría ir un poco más rápido si tuviera un poco más de energía.

Lo que no puede hacer es comenzar con infinito, restar un número de conteo (por ejemplo, “infinito menos uno”) y obtener un número de conteo. Esto se debe a que el infinito en sí mismo no es un número de conteo, es una cantidad que es incontablemente grande. Existen algunas técnicas matemáticas esotéricas que puede usar para convertir entre infinitos y contar números, pero incluso esas nunca le permitirán contar hacia arriba o hacia abajo desde el infinito.

El infinito no es un número sino un concepto. Entonces realmente se pregunta qué viene antes de un “concepto”, tiene poco sentido, tanto como decir lo que viene justo antes de un “elefante”. La razón por la que usamos el infinito de esa manera (como físico he usado mal este “concepto” para bien) es porque entendemos lo que sucede con ciertas clases de ecuaciones / funciones cuando las cosas tienden al infinito, siendo uno el límite de las [matemáticas] \ factor gamma [/ math]

[matemáticas] \ gamma = \ frac {1} {\ sqrt {1- \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}}} [/ matemáticas]

que muestra claramente la asíntota

[matemáticas] \ lim_ {v \ to c} \ frac {1} {\ sqrt {1- \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}}} \ to \ infty [/ math]

Note que esto es un límite.

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