Si un rayo de luz viaja en una dirección y pasa un rayo de luz que viaja en la dirección opuesta, ¿cuál es la velocidad neta?

Ahora la respuesta simple, si estoy en reposo y veo que dos haces de luz pasan localmente, los mediré separándose entre sí en [math] 2c [/ math]. Eso es tan fácil que no creo que sea la información que desea. Entonces, intentemos la pregunta más complicada:

¿Cuál es la velocidad de separación de un haz de luz con respecto al otro?

Si hace esta pregunta para la luz en el vacío, la respuesta no está definida . No se puede preguntar la velocidad relativa de algo que se mueve a la velocidad de la luz en el vacío a otra que se mueve a la velocidad de la luz en el vacío. La razón simplemente es que cuanto más se acerca la velocidad de la luz, más lento se marca el tiempo. Por lo tanto, un reloj que se mueve a la velocidad de la luz no puede mantener la hora. Sin embargo, cuanto más te acercas a la velocidad de la luz, más pequeñas son las distancias.

Qué significa eso? Su respuesta es 0 metros dividido por 0 segundos. Indefinido

Entonces, tomemos dos haces de luz que se mueven a través de un medio muy delgado como el aire. Quizás entonces al menos podamos aprender cuál es el límite.

Lo que pasa con [matemáticas] c [/ matemáticas] es que no importa cuán rápido o lento se esté moviendo, usted se observa en reposo. Y todavía mides la velocidad de la luz en el vacío como [math] c [/ math]. Entonces, desde la perspectiva del observador que corre junto con el haz de luz que pasa por el aire, no se mueve casi a la velocidad de la luz, sino que está en reposo. Sin embargo, el otro haz de luz se mueve en una dirección diferente, bueno, eso sigue siendo “casi” [matemáticas] c [/ matemáticas].

Así que ahí lo tenemos. Para los dos haces de luz en el vacío, la respuesta no está definida . Pero en el límite a medida que el aire se vuelve más y más delgado es [matemáticas] c [/ matemáticas].

Como no existe el vacío perfecto en este universo, podemos usar el límite y decir que la respuesta es [matemáticas] c [/ matemáticas].

Un observador en reposo observaría que ambos haces de luz se cruzan y concluiría que la diferencia neta es 2C, o el doble de la velocidad de la luz.

Sin embargo, si un observador estuviera en un haz, vería que el otro haz se acerca a C, no a 2 C. Esto se debe a la dilatación del tiempo. En C, el tiempo se detiene, por lo que todo se mueve esencialmente en C, en relación con el observador en movimiento.

En cualquier marco de referencia entre estos dos extremos, el observador verá cada haz de luz alejándose de él a la velocidad de la luz pero en direcciones opuestas. Entonces, desde su perspectiva, la tasa de divergencia entre los dos haces será 2c.

Sin embargo, tenga en cuenta que ninguno de los dos rayos ve al otro alejándose de él a la velocidad de la luz, o a cualquier otra velocidad, para el caso. En primer lugar, un marco de referencia de velocidad de la luz no puede soportar el concepto de tiempo y, por lo tanto, no tiene forma de hablar sobre la velocidad. Entonces, preguntar qué tan rápido ve que el otro haz de luz retrocede es una pregunta sin sentido. Diablos, ni siquiera sería capaz de ver el otro rayo de luz.

Y no, no hay nada de importancia que vaya más rápido que la velocidad de la luz aquí; ni este efecto puede aprovecharse en algo útil: eso es literalmente lo más rápido que puedes ver dos cosas alejándose una de la otra.

Si te refieres a cómo un rayo percibiría la velocidad del otro? El sentido común sugiere 2c, pero sabemos que está mal, de lo contrario no habría hecho la pregunta.

Los rayos de luz no experimentan tiempo ni distancia: los dos van juntos. Debido a la contracción de la longitud, no tienen distancia que recorrer: ya están allí, por lo que no lleva tiempo. Entonces, cuando intentas calcular la velocidad como distancia / tiempo, obtienes 0/0. Esto no está definido, no tiene sentido, por lo que ninguno de los haces de luz tiene una velocidad en el marco de referencia de uno de los haces.

Para cualquier observador, ambos haces de luz (en el vacío) se medirían como viajando a la velocidad de la luz.

Para un observador estacionario: 2c.

La frase que busca es “velocidad de cierre”. 2c, y es un ejercicio inútil y sin sentido en matemáticas:

En la clase de física, la viga uno fue a c hacia nosotros, la viga dos fue a c hacia nosotros, y la viga uno fue a 2c para hacer dos. Mi profesor, un físico nuclear, se retiró para convertirse en abogado de patentes. Hmm ???