Pregunta
Si un láser visible en la tierra brilla en la luna y el rayo se mueve a lo largo de la superficie, ¿podría hacerse que el punto del rayo en la luna viaje más rápido que la velocidad de la luz?
Pregunta de: Dave Paraschuk
- ¿Tendremos algún día la tecnología para alcanzar el 99% de la velocidad de la luz?
- ¿Podemos escuchar la luz y ver el sonido?
- ¿La velocidad de la luz es realmente constante? Si no es así, ¿no cambiaría esto la forma en que medimos las distancias de las estrellas?
- ¿Es posible una comunicación más rápida que la luz?
- ¿Cómo afecta un objeto que viaja a la velocidad de la luz al tiempo y al espacio?
Responder
Sí, el punto podría moverse desde el punto A en la superficie de la luna al punto B en la superficie de la luna más rápido de lo que un fotón emitido en el punto A podría llegar al punto B.
“¡Pero pensé que nada podría moverse más rápido que la velocidad de la luz!” Sí, esa sería la objeción racional, pero pensemos en lo que realmente se mueve aquí. Específicamente, la relatividad prohíbe que las partículas y la información viajen más rápido que la velocidad de la luz. ¿Qué se mueve realmente más rápido que la luz en este caso? El punto donde un rayo láser golpea la luna.
Primero, es bastante simple ver que no hay partículas que viajen más rápido que la velocidad de la luz, solo una instancia de un evento, un punto bajo consideración, por así decirlo. La luna no se mueve, y los fotones que provienen de la Tierra se mueven exactamente a la velocidad de la luz, pero en una dirección completamente diferente al movimiento del punto. Entonces, nada físico se mueve aquí, lo que se mueve es un pequeño conjunto de coordenadas en la luna que estamos ‘considerando’ al golpearlo con un láser.
Entonces, mientras no podamos usar este punto para enviar información desde el punto A al punto B, no estamos violando la relatividad de ninguna manera (y aunque es muy interesante pensar en ello, se convierte en una situación un poco menos ‘cool’ ) Un astronauta sentado en el punto A no puede afectar el punto de luz sin enviar un mensaje a la Tierra, lo que llevaría mucho más tiempo que simplemente enviar un mensaje al punto B con una linterna. Y dado que ninguno de los astronautas puede afectar este punto de luz superluminal, me parece que lo mejor que pueden hacer es usarlo como una señal de coordinación, no diferente de si ambos tuvieran un reloj. Ambos podrían estar de acuerdo en hacer algo cuando vieran la luz, pero no podrían obtener ninguna información sobre lo que realmente sucedió en el otro punto a menos que uno de ellos pueda afectar la señal de alguna manera, lo que (como se señaló) tomaría más tiempo que enviar un mensaje entre ellos a la velocidad de la luz.
Este tipo de problema ya se ha considerado antes, y generalmente se conoce con el nombre de “tijeras superluminales”, es decir, un par de tijeras realmente muy largas (no, más largas que eso), siempre y cuando las cierres el punto donde las dos cuchillas tocado se movería hacia el final de las tijeras más rápido que la velocidad de la luz.
Ah, y cómo se vería? Me imagino que se vería como un pequeño punto de luz moviéndose muy, muy rápido. En realidad, aunque no hay ninguna ley de física que te impida ver este lugar, probablemente estaría allí y se iría tan rápido que no habría suficientes fotones reflejados en su camino para que tu ojo se registre.
Respondido por: Gregory Ogin, estudiante de pregrado de física, UST, St. Paul, MN
Puede parecer que un punto de luz viaja a cualquier velocidad. La teoría especial de la relatividad establece c (la velocidad de la luz en el vacío) como el límite de velocidad para cualquier objeto físico o paquete de energía.
Su ejemplo no viola los principios de Relatividad porque ningún fotón individual excede c. Imagine tirar pelotas de tenis a lo largo de una pared, con cada pelota golpeando una cierta distancia a la derecha de la anterior. La trayectoria aparente de cada golpe contra la pared se mueve a una velocidad que depende solo de la distancia entre ellos y con qué frecuencia se lanzan las bolas. La velocidad de las bolas no es importante. El ejemplo del “punto de haz” simplemente reemplaza las pelotas de tenis con fotones.
