¿Cómo sabemos que la velocidad de la luz es la velocidad más rápida posible en el universo y existen teorías alternativas que sugieran que hay velocidades más rápidas?

Primero, no soy físico, pero leo mucha física. Ya sabemos (en relatividad especial básica) que es posible viajar algunos años luz en pocos meses debido a la contracción de Lorentz-Fitzgerald. A medida que se acerca a la velocidad de la luz, su tiempo se ralentiza (en relación con un observador externo), por lo que en su marco de referencia local, de hecho, va más rápido que la velocidad de la luz, PERO no puede medir este hecho; el espacio fuera de su nave espacial se contrae en la dirección de su movimiento en función de su velocidad, por lo que ahora parece que está viajando una distancia mucho más corta durante el tiempo que viaja. Es imposible medirse a sí mismo como moviéndose más rápido que la velocidad de la luz; cualquier medición en el momento adecuado hará que parezca que se mueve más lento que la velocidad de la luz. Cuanto más se acerca a la “velocidad de la luz”, más corta parece ser la distancia de estrella a estrella. En otras palabras, el principio de que no puedes viajar más rápido que la velocidad de la luz nunca se viola cuando tratas de medirlo, aunque una vez que bajas la velocidad de tu nave, puedes descubrir que has viajado cuatro años luz en 1 mes de su hora local. El observador externo (en la Tierra o estacionario en el espacio) mide su viaje como si hubiera tomado más de 4 años.

A medida que se acerca a la velocidad de la luz, la distancia medida entre dos objetos se acorta cada vez más, hasta que (en el marco de referencia de un fotón) se vuelve cero; en el marco de referencia del fotón, la hora local desde el origen hasta el destino es instantánea. Entonces, cuando decimos: “la velocidad de la luz es la cosa más rápida del universo”, lo que realmente estamos diciendo es “no puedes ir más rápido que instantáneamente de un lugar a otro”, lo que tiene mucho sentido. El hecho de que percibamos esto en nuestro marco de referencia “estacionario” como un valor fijo de 300,000 km / s es probablemente una función de la cantidad de curvatura o masa en el universo (esta es una suposición descabellada), pero yo no Creo que alguien ha derivado esto todavía. Uno de mis propios proyectos favoritos.

Así es como entendí esto:

1) La velocidad de la luz, o para ser precisos, la velocidad a la que las ondas electromagnéticas se propagan a través del espacio, en realidad es solo 1.

(La luz visible es un subconjunto de todas las ondas electromagnéticas, pero todas viajan a la misma velocidad).

Esto se debe a que los fotones, que son los portadores de fuerza para la fuerza electromagnética, no tienen masa en reposo. Todo lo que no tenga masa en reposo viaja a la velocidad 1, porque no hay nada que lo desacelere.

(Pido disculpas a los físicos reales en este punto, porque creo que esa es probablemente una forma horrible de explicarlo, pero para un no físico como yo, me ayuda a pensarlo de esta manera).

Entonces, cualquier cosa con masa viaja a una velocidad que está en algún lugar entre poco más de 0 y poco menos de 1, dependiendo de la cantidad de masa que tenga. *

Por lo tanto, debido a que todo, excepto los fotones, tiene masa, la luz es lo más rápido del Universo.

2) La velocidad real a la que decimos que la luz viaja, aproximadamente 300,000 km / s, es solo un número arbitrario de todos modos. Es solo ese número debido a cómo definimos el medidor y el segundo. Si definiéramos las medidas de distancia y / o tiempo de alguna otra manera, el número sería diferente.

Es por eso que encuentro que es más fácil decir que la luz viaja a la velocidad 1, y todo lo demás viaja a cierta velocidad entre 0 y poco menos de 1.

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* Tenga en cuenta que cuando hablamos de viajar aquí, incluimos la dimensión del tiempo y las tres dimensiones espaciales. Incluso si te quedas quieto durante cinco minutos, aún has viajado cinco minutos en la dirección del tiempo, incluso si no te has movido en ninguna dirección espacial. Entonces tu velocidad nunca es 0.

Además, por supuesto, si estás parado en la superficie de la Tierra, todavía estás viajando a través del espacio desde el punto de vista de un observador en, digamos, Marte, por lo que nunca estás completamente estacionario en el espacio tampoco.

Según la teoría, todas y cada una de las partículas de nuestro universo se mueven a través de lo que se conoce como “el campo de Higgs” , el campo de energía que impregna el universo. 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 de Higgs, pero no interactúan con él en absoluto.

La velocidad de la luz, en un vacío casi perfecto, es exactamente 299,792,458 metros por segundo. Percibimos que la luz viaja a esta velocidad porque no tienen masa. Dado que los fotones no interactúan con el campo de Higgs, significa que no están sujetos a ningún límite de velocidad. Son libres de moverse a la velocidad más rápida posible: su propia velocidad “ligera”. Puede preguntar: ¿por qué la velocidad de la luz no es más lenta o más rápida que 299,792,458 metros por segundo? La única respuesta es porque esa velocidad exacta es una constante fundamental de nuestro universo. De hecho, preguntarse por qué la luz no viaja a una velocidad diferente es como preguntarse cómo sería si nuestro universo solo tuviera 2 dimensiones espaciales, solo longitud y anchura, en lugar de 3. Por lo tanto, solo podemos concluir que esas constantes eran establecido en el lugar cuando se creó nuestro universo.

Según la Relatividad Especial, el “tiempo” se detiene para un objeto que se mueve a la velocidad de la luz. Dado que el fotón se mueve a la velocidad de la luz, el tiempo realmente no pasa desde la “perspectiva” del fotón. Siempre que hay una dilatación de tiempo infinito (el tiempo es cero) también hay una contracción de longitud infinita (la distancia es cero). Cuando decimos que algo se está moviendo, lo que queremos decir es que se está moviendo con respecto a nosotros. Según lo observado por nosotros. Cuando un objeto se mueve más allá de nosotros, definimos su velocidad al observar la cantidad de “nuestra” distancia que cubre, de acuerdo con “nuestro” reloj. En otras palabras, desde la “perspectiva” de un fotón, la velocidad es infinita. (Uso la palabra “infinito” aquí, lo que significa que está más allá de cualquier velocidad finita que podamos imaginar) Pero desde “nuestra” perspectiva, con “nuestras” herramientas de medición, los científicos han medido la velocidad en 299,792,458 metros por segundo. Cualquier otra partícula sin masa también viajaría a esta velocidad.

¡Nada puede ir más rápido cuando el “tiempo” y la “distancia” ya no existen!

La constante universal “c” en E = mc ^ 2 es en realidad la velocidad máxima de la información. Piense en ello como la velocidad de la causalidad. Si algo excediera esa velocidad, la información podría retroceder en el tiempo, y eso violaría la causalidad. No vemos que se haya violado la causalidad, por lo que probablemente no haya nada que pueda ir más rápido que cy transportar información. La constante c es válida para la gravedad y para las partículas sin masa en general. Si algo no tiene masa en reposo, viaja a la velocidad de la luz.

En todos los casos en que las cosas suceden instantáneamente, como la conexión entre partículas cuánticas enredadas y túneles cuánticos, estos fenómenos no pueden usarse para transmitir información. Los fotones deberían viajar un poco más rápido que c en un vacío Casimir, pero se calcula que el efecto es muy pequeño, y nuevamente no puede usarse para transmitir información más rápido que la luz en el vacío. Vacío Casimir más rápido que la luz y túneles cuánticos.

En el marco de referencia de un fotón que viaja desde una galaxia distante a 1 billón de años luz de distancia hasta su ojo, llega a su retina al mismo tiempo que abandona la galaxia distante. Para el fotón, la dilatación del tiempo es tan grande que el tiempo se detiene. Entonces, cualquier cosa que vaya más rápido alcanzaría tu ojo antes de abandonar la galaxia distante. Nunca hemos observado algo así, e intuitivamente crearía paradojas que sugieren que probablemente no pueda suceder.

Eso sugiere que solo hay una cosa que viaja más rápido que la luz. Terry Prachett, que escribió en Reaper Man, lo definió así: “La luz piensa que viaja más rápido que cualquier otra cosa, pero está mal. No importa cuán rápido viaje la luz, descubre que la oscuridad siempre ha llegado allí primero, y la está esperando”.

Este video sobre la búsqueda de ondas gravitacionales toca su pregunta, y también es divertido de ver y bastante inspirador si le encanta explorar tales cosas. Espero que lo disfruten.

Hagamos la pregunta de otra manera, ¿PUEDES IR MÁS RÁPIDO QUE CERO? Hay una falta de comprensión fundamental aquí y esto resulta en la curiosidad de ir más rápido que la luz.

NO PUEDES IR MÁS RÁPIDO QUE LA VELOCIDAD DE LA LUZ PORQUE MÁS ALLÁ DE LA VELOCIDAD DE LA LUZ ALCANZAS LA VELOCIDAD CERO (extrañamente cierto pero muy cierto hablando en términos de relatividad). La velocidad es una cuestión de relatividad, ya que la velocidad no se entiende como el tiempo que tarda un cuerpo en cubrir una distancia en particular, pero para encontrar esto necesita algunas cosas que necesita, digamos un viaje en masa, en segundo lugar, necesita un punto A y un punto B en el espacio y qué tan rápido esto o cuánto tarda esta masa en cubrir de A a B nos da una idea de su velocidad. Ahora solo el espacio existe a la velocidad del cero absoluto (descanso absoluto) en relación con todo lo demás, porque el espacio es infinito y la comprensión matemática es que el vacío no se mueve al menos no en referencia a ninguna otra cosa, por lo que hablar de intermitencias de relatividad está completo reposo o más bien está en reposo absoluto o nuevamente en velocidad relativa cero absoluta.

Cuando el espacio / vacío crea las primeras partículas FINITAS (efecto cassini, espuma cuántica) toman la existencia a la primera velocidad más alta posible que está BAJO CERO y esa velocidad es C. Los campos de Higgs y otros elementos ralentizan estas partículas y aumentan sus masas y Tenemos todo tipo de elementos durante eones de tiempo / entropía. Pero la regla general es que el universo cuenta atrás, no hacia arriba o, más bien, se mueve de mayor a menor en su proceso creativo. Entropía simple Para entender por qué las matemáticas siguen mostrando un problema con el cruce de C necesitamos entender otro fundamento que es muy incomprendido

Einstien nos mostró que masa y energía son las mismas cosas interconvertibles solo en diferentes estados, pero lo que no pudo hacer fue completar el rompecabezas de la igualdad y esto ha desanimado a los científicos durante mucho tiempo.

¡Esto es lo que Einstien y muchos científicos no entendieron, la masa es interconvertible no solo en energía sino también en vacío (espuma cuántica)! Es todo una cosa, solo en estados diferentes. ¡Repito que masa, energía y vacío son todos iguales! Existen en su estado respectivo en función de la velocidad de su existencia y si la velocidad se mueve hacia arriba o hacia abajo, ¡se interconvierten! Es una idea errónea que el vacío implica “nada”, no hay vacío, no es nada, ¡nada sería la ausencia de espacio (espacio) en sí mismo! Al igual que el agua es una cosa y puede ser un sólido o líquido o vapor dependiendo de la temperatura, el universo exhibe el mismo formato pero basado en la velocidad.

Entonces, si hubiera una comprensión adecuada del proceso, alguien preguntaría, en circunstancias normales, ¿qué le sucede al agua si cruza 100 grados? Bueno, se convierte en vapor, tiene un cambio de estado. No es necesario preguntar que sabemos porque lo entendemos.

En el caso del vacío / espacio, la energía y la masa, el factor determinante del cambio es la velocidad. Una masa que alcanza C simplemente se convierte completamente de nuevo en parte del vacío infinito.

No saber este hecho provoca todas las preguntas sobre el cruce de la velocidad de la luz y saber qué sucede con el agua después de cien grados no causa preguntas como qué pasará con el agua después de cien grados centígrados.

Este no saber está causando muchas otras declaraciones retardadas, como la masa se vuelve infinita o se necesita energía infinita para cruzar C o el tiempo se detiene en C. O mi masa favorita aumenta a medida que nos acercamos a C.

No es una interpretación verdadera e incorrecta de las matemáticas. La matemática está tratando de expresar que la masa convertida en vacío en C y el vacío es infinito, la matemática puede decir que la masa se ha convertido en infinita, no en masa infinita (es decir, más allá de la lógica, es como decir infinito finito).

Lo mismo con el tiempo, en C se detiene porque la masa ya no es la masa, ahora vuelve a ser un vacío, por lo que las matemáticas no pueden decir nada más que T es cero porque la distancia del punto A al punto A es cero. Mientras A y B existieran, el tiempo tenía una función, pero en C la función termina. ¿Consíguelo? Yo espero que sí. Solo matemáticas. Incomprendido.

Salud.

Por favor, pregúntame cualquier confusión que elabore.

Muchas respuestas han cubierto diferentes aspectos de esto. Sin embargo, hay otra forma de ver esta pregunta, que Robert Wald destacó cuando enseñó mi clase de Relatividad General, y que creo que es útil e importante.

La velocidad de la luz no se trata de la luz. Se trata de la estructura fundamental del espacio-tiempo.

Pensamos que el espacio y el tiempo son dos cosas diferentes la mayor parte del tiempo, pero cuando miras las cosas con más cuidado, eso realmente no tiene sentido. La analogía que utilizó Wald fue que si construyes una imagen de la física cerca de la superficie de la tierra, podrías decir que la altura, la distancia desde la tierra, es diferente de las distancias a lo largo del plano de la tierra. Y, realmente, eso podría ser justo, porque la gravedad es mucho más pertinente cuando se habla de altura que cualquier otra cosa. Luego, por supuesto, sostienes un palo de metro, hacia arriba y hacia abajo, y tiene un metro de altura, y una sección transversal bastante pequeña en tus otras dos dimensiones. Si lo mantienes girado 45 grados, de repente tiene unos 0,7 metros de altura y unos 7 metros en las otras dos dimensiones. Su altura cambió, por supuesto, ya que todos podemos ver que la altura no es importante. Entonces, la primera lección es que el tiempo es realmente como la altura en esta analogía, y realmente deberíamos pensar en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones en lugar de espacio y tiempo por separado cuando tienes que preocuparte por la relatividad … y cuando estás hablando de la velocidad de luz, tienes que preocuparte por la relatividad.

Lección 1: Cuando hablas sobre la velocidad de la luz y la relatividad, debes pensar en el espacio-tiempo en lugar del espacio y el tiempo.

Por supuesto, eso no es obvio cuando comienzas. Nuestra experiencia cotidiana realmente trata el espacio y el tiempo de manera diferente, porque independientemente de la estructura fundamental del espacio-tiempo, nos encontramos inexorablemente atraídos por una dimensión de un espacio-tiempo de cuatro dimensiones. A lo largo de cada experimento que realizamos, podríamos tener algún tipo de control sobre tres dimensiones espaciales, mientras avanzamos en la cuarta dimensión temporal. Aún así, cuando realmente comienzas a entrar en la Relatividad Especial, es más fácil pensar en el espacio-tiempo en lugar del espacio y el tiempo; y cuando entras en la Relatividad General, descubres que la comprensión del espacio y el tiempo como un espacio-tiempo unificado es indispensable, ya que descubres que la gravedad es algo que deforma el espacio-tiempo.

Por lo general, cuando hablamos de espacio, hablamos de puntos en el espacio. Simplemente podemos generalizar esa noción hablando de eventos en el espacio-tiempo: tienes un punto en el espacio y un tiempo, y ese es un evento en el espacio-tiempo. Por supuesto, cuando etiqueta puntos en el espacio, siempre los etiqueta en relación con algún otro punto, al que llama origen y al que etiqueta (0,0,0). Le dará al mismo punto en el espacio dos etiquetas diferentes al elegir dos orígenes diferentes. Lo mismo se aplica al espacio-tiempo: debe elegir un origen para que sea (0,0,0,0), y luego puede comenzar a etiquetar eventos.

Ahora, mientras hablamos de puntos en el espacio y eventos en el espacio-tiempo, necesitamos una noción de distancia en el espacio-tiempo, como la que tenemos en nuestro tipo de espacio normal, intuitivo y no relativista. Para el espacio, la noción de distancia (al cuadrado) se obtiene sumando los cuadrados de las distancias en cada dimensión, entonces [matemática] r ^ 2 = x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2 [/ matemática]. Bueno, en este punto, obtienes algo que dice que la parte del tiempo es un poco diferente a la parte del espacio (aunque el hecho de que la Relatividad general los mezcle hace que sea difícil separarlos), porque la distancia en el espacio-tiempo está dada por [matemáticas] s ^ 2 = r ^ 2-c ^ 2 * t ^ 2 [/ matemáticas]. Ahí es donde realmente entra la velocidad de la luz … ¡es una parte fundamental del espacio-tiempo! La Relatividad Especial y General exige que el espacio-tiempo tenga esta estructura fundamental, y también puede considerarse que surge de la afirmación de que la velocidad de la luz es la misma en cada marco de referencia, independientemente de su velocidad con respecto a otra persona (un hecho que eventualmente se remonta a los experimentos con electricidad y magnetismo). Entonces, hay una conexión a tierra experimental profunda y bien verificada para ese signo negativo en la estructura del espacio-tiempo, y para esa velocidad particular de la luz, incluso antes de entrar en las pruebas precisas de Relatividad General que nuestros satélites GPS nos brindan (las más precisas requieren que tengamos en cuenta GR, después de todo).

Lección 2: La velocidad de la luz es una parte fundamental del espacio-tiempo.

Más allá de esto, ese signo menos nos permite dividir el espacio-tiempo en dos regiones: la parte que está más lejos de nosotros en el espacio que en el tiempo (que se llama “spacelike”), y la parte que está más lejos de nosotros en el tiempo que en el espacio (que se llama “timelike”). La línea divisoria entre estas dos regiones es el “cono de luz”.

A partir de aquí, muchas de las respuestas anteriores cubren las cosas bastante bien. Sin embargo, la gran conclusión que quería agregar es que la velocidad de la luz no se trata de la luz, sino del espacio-tiempo. Todo lo demás puede considerarse como partículas normales que se ven obligadas a actuar de manera temporal, mientras que los taquiones (que se han discutido en otras respuestas) están obligados a actuar de manera espacial, y si realmente profundiza en las matemáticas, puede ver problemas como La masa se aproxima al infinito cuando te acercas al cono de luz, pero todo es una manifestación de esta estructura fundamental del espacio-tiempo. Y debido a que se trata del espacio-tiempo, no solo de la luz, se sostiene de manera bastante rígida: no estás limitando todas tus partículas, las estás colocando en un universo con una estructura fundamental.

Dilatación del tiempo.

Así es como lo entiendo:

Todos nos movemos a través del espacio-tiempo a la velocidad de la luz. Esa velocidad es la suma de nuestra velocidad en las 3 dimensiones del espacio más la dimensión del tiempo.

A medida que aumenta nuestra velocidad en una dimensión, debe disminuir en otras dimensiones para mantener constante nuestra velocidad general. Entonces, a medida que viajamos a través de una dimensión espacial cada vez más rápido, nuestra velocidad a través de la dimensión del tiempo disminuye. Este es un fenómeno predicho y probado. [1]

A medida que la velocidad a través del espacio se aproxima a la velocidad de la luz, la velocidad del tiempo se vuelve considerablemente más lenta. Si uno alcanzara la velocidad de la luz en una dimensión espacial, la velocidad a través del tiempo caería a cero.

La gente dice que la velocidad de la luz es el límite máximo de velocidad. Estoy en desacuerdo. El límite de velocidad final es * solo * menor que la velocidad de la luz. Puede que solo sea la longitud de Planck / el tiempo de Planck menos, ¡pero menos es!

[1] Disminuir el tiempo hasta detenerse con la relatividad

La Relatividad Especial de Einstein especifica que nada puede viajar más rápido que una constante universal que es igual a c y es coincidentemente la velocidad de la luz

En realidad, hay más física y menos coincidencia en el hecho de que la velocidad de la luz es igual a la velocidad del flujo del tiempo. Esto se debe a que cualquier objeto en el espacio tiene su velocidad a lo largo de dos componentes: a lo largo de las tres dimensiones espaciales del espacio y a lo largo del tiempo.

Un objeto en reposo en el espacio tiene una velocidad igual a c. Pero aquí está el truco: esta velocidad es la velocidad a lo largo de la dimensión del tiempo, por lo que todos inevitablemente viajamos a lo largo de la dimensión del tiempo a una velocidad de c.

Si un objeto comienza a moverse en el espacio, su componente de tiempo de velocidad comenzará a reducirse y la velocidad a lo largo de otras tres dimensiones aumentará.

Por lo tanto, la velocidad máxima que puede alcanzar un artículo es cuando toda la velocidad a lo largo de la dimensión del tiempo se revierte a la velocidad a lo largo de las dimensiones espaciales, lo que hace que su velocidad en la dimensión del tiempo se reduzca a 0. Los fotones pueden lograr esto debido a su masa cero, y así se mueven a la velocidad = c. Estos fotones están en reposo en la dimensión temporal y, por lo tanto, están “congelados” en el tiempo. El tiempo no pasa por ellos.

Como resultado, es posible que las partículas viajen más rápido que la luz en ciertos medios, en cuyo caso es posible enviar cosas a través de ese medio más rápido que la luz. Esto se ha hecho y se manifiestan efectos interesantes como la radiación de Cherenkov (radiación de Cherenkov).

Las partículas pueden ir más rápido que la luz y aún no violar las leyes de la física. Dichas partículas se llaman taquiones, y tienen la propiedad interesante de que no pueden viajar más despacio que la velocidad de la luz. A medida que pierden energía, se aceleran. Pero los taquiones existen solo en teoría, y hasta ahora no se han descubierto.

Lea también mi respuesta de
@Time (física): ¿Es posible saber si el flujo del tiempo tiene una tasa (velocidad) asociada?

Estás confundiendo el postulado. No existe una teoría que diga que no hay velocidades más rápidas que la velocidad de la luz. Lo que la teoría dice es que a medida que aceleras hacia la velocidad de la luz, te acercas a una masa infinita, y simplemente no puedes ACELERAR más allá de la velocidad de la luz, ni siquiera igualarla. Los fotones, por supuesto, viajan a la velocidad de la luz. Y los taquiones son partículas teóricas que tienen el problema opuesto, no pueden DECELERARSE a la velocidad de la luz sin acercarse a una masa infinita multiplicada por la raíz cuadrada de menos uno.

Voy a agregar otra advertencia aquí. No hay restricción de velocidad en la velocidad del espacio en sí. Más allá de una distancia dada de nosotros, el espacio se acelerará más rápido que la velocidad de la luz. La consecuencia práctica de esto es que parte del universo se vuelve para siempre desconocida e invisible para nosotros, ya que la luz y otras radiaciones se mueven hacia nosotros más lentamente que el espacio por el que se mueven. Esta es la razón por la cual existe el límite del Universo Observable. A medida que pase el tiempo, el Universo Observable se volverá cada vez más pequeño a medida que más cosas aceleren más allá de nuestra capacidad de verlos. Miles de millones de años a partir de ahora, nuestros descendientes inhumanos se reirán de la fantástica idea de que nuestro universo consiste en algo más que el remanente fusionado de las galaxias de Andrómeda y la Vía Láctea.

Preguntas como esta son realmente muy difíciles de responder de manera significativa. Me gusta esta entrevista con Richard Feynman. Él explica por qué eso es:
Editar: Bien, supongo que esto necesita un poco más de explicación. Mi punto es que es muy difícil obtener una respuesta satisfactoria a una pregunta como “¿Por qué la luz es lo más rápido del universo?” Porque si cavas lo suficiente, encontrarás que cualquier respuesta se reduce a “así es la naturaleza”.

Históricamente, la teoría de la relatividad especial de Einstein postulaba que la velocidad de la luz era la misma para todos los observadores inerciales. Esto suena inocuo, pero si lo resuelves, encontrarás que implica un montón de cosas extrañas: contracción de la longitud, dilatación del tiempo y la noción de que nada puede moverse más rápido que la velocidad de la luz.
Entonces, la luz es lo más rápido del universo porque la velocidad de la luz es constante para todos los observadores inerciales.

¿Por qué la velocidad de la luz es constante para todos los observadores inerciales? Bueno, hubo una serie de cosas que llevaron a Einstein a sugerir esto, como los experimentos de Michelson-Morley y las ecuaciones de Maxwell. Pero honestamente, la respuesta es simplemente “porque aparentemente así es la naturaleza”. Otras personas tenían otras explicaciones perfectamente razonables; Einstein acaba de estar en lo cierto.

A partir de las ecuaciones de Maxwell, se predijo que c sería la realidad más rápida (especialmente cuando se consideraba que el vacío absoluto era el espacio intermedio). Resultó ser así. Los esfuerzos de Einstein hicieron que c fuera un factor invaluable en la conversión de masa de energía.

No hay duda de algunos ejemplos que se dice que exhiben mayor velocidad, como la velocidad de fase de las señales electromagnéticas. Al menos una respuesta (que vi) menciona Tachyons.

En mi opinión, intelectualmente tenemos c la velocidad más rápida. Pero más allá de eso, tenemos imaginación como candidato para alcanzar más rápido atravesando distancias mucho más largas (olvidando el aspecto de la contracción del espacio). El problema con la imaginación es que no es temporal mientras que su entorno sigue siendo temporal.

Creo que se necesita más investigación para explorar física y metafísicamente la velocidad de la imaginación y la forma en que funciona para llegar a conclusiones, especialmente sobre el borde del universo.

Gracias por el A2A. Ahora, de acuerdo con la relatividad especial, hay un término denotado por ‘γ’ que se conoce como factor de Lorentz, este término depende de la velocidad a la que se mueve el objeto, por ejemplo, si la velocidad del objeto es cero, ‘γ’ es igual a ‘1’ . El factor Lorentz es un elemento decisivo clave para la energía necesaria para acelerar un objeto junto con la masa. Ahora considere cualquier objeto, ahora este objeto siempre tendrá una masa mayor que cero. Ahora, cuando aceleramos el objeto hasta un punto donde casi alcanza la velocidad de la luz, el factor lorentz se acerca al infinito, ya que la energía requerida para acelerarlo depende aún más del producto de masa y del factor Lorentz, es imposible ya que la energía requerido también se convierte en infinito. Pero las ondas electromagnéticas (la luz es una onda electromagnética) tienen una masa igual a cero, por lo que el factor de Lorentz no afecta la energía requerida para acelerarlas. Entonces, incluso una pequeña cantidad de energía es suficiente para acelerarlos a la velocidad de la luz.

Hay muchas pruebas físicas que muestran que se necesitaría una cantidad infinita de energía para proporcionar la aceleración necesaria para que cualquier cosa con cualquier masa se mueva a la velocidad de la luz. Por el contrario, hay pruebas de física matemática que muestran que cualquier cosa sin masa (como un fotón o un neutrino) no puede hacer nada, EXCEPTO moverse a la velocidad de la luz en el vacío. (Otras respuestas ya han señalado que la luz viaja de manera diferente cuando no estamos hablando de un vacío como medio). La advertencia es que todas estas pruebas se basan en modelos físicos y teorías actualmente aceptados. Las teorías que prueban la existencia de taquiones (partículas que se mueven más rápido que la velocidad de la luz) podrían reducir todo esto a un punto discutible, pero en mi humilde opinión eso es poco probable.

RESPUESTA QFT: Nuestra mejor comprensión del universo se basa en las ecuaciones fundamentales de la teoría cuántica de campos. Estas ecuaciones contienen una constante c que limita la velocidad a la que los campos se propagan a través del espacio, por lo que si las ecuaciones son válidas, nada puede propagarse más rápido que c. Hasta ahora, estas ecuaciones han explicado todo lo que hemos observado con una precisión notable (excepto el colapso del campo, que no está cubierto por las ecuaciones), por lo que es natural creer que c es un límite universal. Sin embargo, siempre es posible, pero en mi opinión no es probable, que algo nuevo se presente. Para obtener más información sobre QFT y cómo aclara las paradojas de la relatividad y la mecánica cuántica, lea el capítulo. 1 de mi libro, que está disponible gratuitamente en Comprender la física a través de la teoría cuántica de campos.

La velocidad de la luz se mide casi de la misma manera que medimos la velocidad de los objetos cotidianos.
Hay diferentes formas de determinar el valor de c:

• Una forma es medir la velocidad real a la que se propagan las ondas de luz, lo que se puede hacer en varias configuraciones astronómicas y terrestres.
• Otra forma es encontrar c de otras leyes físicas donde aparece, por ejemplo, determinando los valores de las constantes electromagnéticas ε y μ y usando su relación con c .

Históricamente, los resultados más precisos se han obtenido determinando por separado la frecuencia y la longitud de onda de un haz de luz, con su producto igual a c .
En 1983, el medidor se definió como “la longitud del camino recorrido por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1⁄299792458 de un segundo” fijando el valor de la velocidad de la luz en 299792458 m / s por definición.
Se puede determinar esto simplemente tomando la longitud estándar del medidor que se ha utilizado durante siglos y se puede medir el tiempo que tarda la luz en cubrirlo con precisión utilizando un reloj atómico.

En consecuencia, las mediciones precisas de la velocidad de la luz producen una realización precisa del medidor en lugar de un valor exacto de c .

Se requiere una cantidad infinita de energía para acelerar a la velocidad de la luz. Debido a esto, solo las partículas sin masa pueden viajar a esa velocidad.

Técnicamente, las velocidades son más rápidas de lo que se permite la velocidad de la luz en la relatividad, pero sería absolutamente imposible llegar a ella, ya que necesita más que una cantidad infinita de energía. Esto probablemente irá a energía negativa, pero eso no tiene ningún sentido, por lo que es mejor asumir que no hay energía negativa y que no se puede ir más rápido que la luz.

Hay una partícula hipotética llamada taquión que podría ir más rápido que la velocidad de la luz, pero es simplemente hipotética, y nunca encontramos ningún taquión. Lo más cerca que estuvimos fue en 2011 cuando los científicos del CERN pensaron que vieron un tau neutrino ir más rápido que la luz por un momento antes de darse cuenta de que se trataba de un mal funcionamiento en sus sistemas de sincronización.

No estoy realmente seguro de si HAY alguna partícula que viaje más allá de la luz hasta donde la conocemos. Por otra parte, solo hemos descubierto una fracción del universo, o posiblemente el multiverso en el que vivimos. Si hubiera partículas que viajen a una velocidad superior a la de la luz, estarían violando una ley fundamental de la física en términos de nuestro entendimiento: nada viaja más rápido que la velocidad de la luz.

Las partículas hipotéticas como los taquiones que se han sugerido que SIEMPRE viajan más rápido que la luz son nuevamente hipotéticas. Hasta donde sabemos, nada viaja más rápido que la luz. Gracias a Albert Einstein por la brillante ecuación E = mc2. Significa que una cantidad de energía es equivalente a una cantidad de masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Como resultado, un objeto que se mueve rápidamente parece tener una masa aumentada en relación con uno que se mueve lentamente.

Puede notar que uso mucho la palabra ‘relativo’, en lo que respecta a la Teoría de la Relatividad, todo se mueve en relación con todo lo demás. El aumento en la masa mencionado anteriormente es la razón por la que nada puede viajar más rápido que la luz. La masa aumenta con la velocidad hasta que alcanza la velocidad de la luz y la masa se vuelve infinita. Por lo tanto, una masa infinita requiere energía infinita para moverla, por lo que es imposible viajar más rápido que la luz.

No lo hacemos, PERO la teoría electromagnética de Maxwell está equivocada, o cualquier cosa que interactúe con el campo electromagnético no puede exceder la velocidad de la luz en el vacío. La razón es que para acelerar necesitas una fuerza, y la partícula que se acelera forzosamente no puede exceder la velocidad de la fuerza mediadora, que resulta ser c. En la relatividad, en principio, en el otro lado de c podría haber partículas que excedan c, pero no pueden venir debajo de ella, por lo que la relatividad permite los taquiones teóricos, pero no hay evidencia real de ellos que yo sepa, y desde el punto de vista de mediando fuerzas, no me queda claro cómo podría llegar allí un taquión. Supongo que no existen en el sentido en que pensamos en ellos, pero eso es solo mi suposición.

Sin embargo, tenga en cuenta que si ese razonamiento es correcto, sería posible que algo que no tuviera interacción con el campo electromagnético exceda la velocidad de la luz, siempre que haya una fuerza mediada a más de c. Debo confesar que me pregunté cuándo hubo un informe de neutrinos superiores a c, sin embargo, resultó ser un error. En ese momento, mi causa particular de escepticismo fue que no podía ver cómo podían generarse a tal velocidad a partir del material que experimentaba el campo electromagnético. Sin embargo, mi incapacidad para ver algo no es una evidencia crítica, y en principio los neutrinos pueden no verse afectados por el campo electromagnético, y ciertamente la materia oscura sí. Sin embargo, no hay evidencia de la fuerza adicional requerida. Si podríamos ver tal evidencia es otro asunto, ya que la mayoría / todos (?) Nuestros métodos de detección dependen del electromagnetismo.

Es un mito común que la Luz tiene la velocidad más alta del universo. Está mal, y también, hay un concepto de que no podemos viajar más rápido que la luz porque el tiempo se detiene, requiere energía infinita para lograr eso, etc. Explicaré cómo entraste en esta mentalidad y te sugiero que uses E = mc2 solo cuando corresponda.

La velocidad de la luz es posible. Si dos personas se cruzan entre sí a la mitad de la velocidad de la luz, la velocidad es la misma que la luz para ambas. Es posible que no puedan verse después de cruzar. Puedes acelerar e ir más allá. Incluso puedes acelerar aún más los fotones. En todos estos casos, es posible una velocidad mejor que la luz.

Ahora, según la relatividad, si viaja a velocidades cercanas a la de la luz, el tiempo se reduce (se reduce), y si viaja a la velocidad de la luz, el tiempo se detiene y el tiempo retrocede si aumenta aún más su velocidad. Aunque es cierto en cierto sentido, no se deje engañar por esto.

El tiempo avanza en el universo a menos que viajemos a la velocidad del universo. En relatividad, ‘tiempo’ solo significa la diferencia entre su tiempo y el tiempo en la Tierra (o donde comenzamos nuestro viaje). por ejemplo, si viajas a la velocidad de la luz y miras hacia atrás a la tierra, verás el momento en que dejaste la tierra. Esa imagen no cambiará nunca. es decir, el tiempo se detiene (sin embargo, cambiará debido al movimiento de la Tierra). Ahora, si viajas a más de la velocidad de la luz y miras hacia atrás a la Tierra, verás una Tierra cada vez más vieja a medida que te vayas. Es decir, el tiempo vuelve! pero en realidad, su tiempo sigue funcionando de la manera normal, no se detendrá ni retrocederá. para cuando alcancemos la velocidad para detener el reloj, ya estaremos fuera del universo. Te lo explicaré más.

La velocidad más rápida es la velocidad del universo y depende de nuestra percepción del universo. Pero para ver el universo como un todo, tenemos que viajar a la velocidad del Universo. en ese punto, el universo estará en un punto y se moverá junto con nosotros. Sí, estamos fuera de eso. Si aumenta aún más la velocidad, desaparece. Si reducimos la velocidad, caemos en el universo. Es imposible estar en el universo con la velocidad del universo. Por lo tanto, es la velocidad más alta que se puede lograr en el universo.

Aparentemente estamos en el universo porque tenemos una velocidad mucho más pequeña que el universo. Si tenemos un medio de comunicación que llena el vacío, podemos ver todo el universo. Si estamos quietos y el medio de comunicación no tiene velocidad, vemos que el universo se mueve a su velocidad original y es infinitamente grande. La luz también tiene una velocidad menor que el universo, es por eso que está en el universo. de lo contrario, toda la luz se escaparía del universo.

Utilizamos luz visible (u ondas similares) como nuestro “único” medio de comunicación. También tenemos un medio de comunicación más lento (sonido) y más rápido (mente). Supongamos que un alienígena usa un medio más rápido que la luz y diferente al sonido. No pudimos sentir lo que dicen, y ni siquiera ven la luz visible que vemos. También sentirán que estamos a una distancia diferente, un intervalo de tiempo diferente entre nosotros y verán en un tamaño diferente al que hacemos con respecto a ellos. Ahora supongamos que utilizamos su medio de comunicación como una ola profesional para las ondas de radio, también podemos comunicarnos a esa velocidad. También podemos concluir que el tamaño del universo depende de la velocidad del medio de comunicación. Si su velocidad es menor, el universo aparecerá más grande. Es la diferencia entre nuestra velocidad + velocidad de comunicación y la velocidad del universo, es la razón de la diferencia espacio-tiempo. Como dije antes, si alcanzamos la velocidad del universo, se reducirá a un punto.

¿Qué sucede si un rayo viaja más rápido que la luz? simple, no podemos verlo, sentirlo o encontrarlo. Solo es posible observarlos mirando directamente la fuente. De lo contrario, solo podremos verlos por una fracción de segundo, o nunca los veremos, como un OVNI que aparece y se dispara en el cielo. Pero hay una forma de observarlo directamente. Su posición no cambia con respecto a nosotros. Mira el centro de nuestra galaxia. Oh hombre, está lleno de esos rayos porque la temperatura es muy alta. En lugar de asumir que es un agujero negro que se traga todo el mundo, solo vea, los fotones no permanecerán como fotones en una temperatura tan alta. Y como piensas, no creo que el agujero negro capture la luz. En cambio, la luz, o cualquier forma de energía que entre, se convierte en otra forma y se emite, lo que podemos llamar Radiación de Hawking. Por lo tanto, escriba todas las ecuaciones suponiendo que c es la velocidad máxima en el universo, piense mejor.