¿Por qué y cómo la velocidad de la luz en el vacío es constante, es decir, independiente del marco de referencia?

La opinión de la mayoría de los físicos es preguntar "¿Cómo puede ser que la velocidad de la luz sea constante?" es similar a preguntar "¿Cómo puede ser que las cosas no siempre vayan en la dirección de la fuerza sobre ellas?" o "¿Cómo puede ser que las predicciones de la mecánica cuántica impliquen probabilidad?"

La respuesta habitual es que estas cosas simplemente son . No hay una explicación más profunda y fundamental. Aquí hay cierta similitud con el punto de vista que puede haber aprendido al estudiar la geometría euclidiana; necesitamos comenzar con algunos axiomas que asumimos como verdaderos y no podemos justificar. Filosóficamente, estas ideas no son exactamente las mismas (los axiomas matemáticos no están sujetos a pruebas experimentales), pero la velocidad constante de la luz se describe con frecuencia como un "postulado" de la relatividad. Una vez que asumimos que es verdad, podemos calcular sus consecuencias lógicas .

Esto no quiere decir que, en física, los postulados se queden postulados. Por ejemplo, muchas personas están especialmente preocupadas por la probabilidad en la mecánica cuántica y están tratando de comprenderla basándose en ideas más fundamentales (vea la decoherencia como un ejemplo). Como otro ejemplo, las leyes del movimiento de Newton se tomaron originalmente como postulados no demostrables, pero ahora se explican a través de la mecánica cuántica (ver el teorema de Ehrenfest ).

En este momento, la constancia de la velocidad de la luz, o más generalmente el principio de simetría de Lorentz , no se justifica por nada que se considere más fundamental. De hecho, la suposición de que es cierto ha sido una luz de guía para los físicos teóricos; La teoría cuántica de campos se inventó pensando en cómo se podría hacer que la mecánica cuántica respetara las ideas de la relatividad.

Aunque no tenemos una justificación teórica para la constancia de la velocidad de la luz, tenemos pruebas experimentales muy precisas de la idea. El más famoso es el experimento de Michelson-Morley , que midió la velocidad relativa de la luz en diferentes direcciones para ver si se veía afectada por el movimiento de la Tierra. Este experimento rechazó la hipótesis de que el movimiento de la Tierra afecta la velocidad de la luz. Según el artículo de Wikipedia que vinculé, una versión moderna de este experimento de Hils y Hall concluyó que la diferencia en la velocidad de la luz en direcciones paralelas y perpendiculares al movimiento de la Tierra es menos de una parte en$5*10^{12}$. Además de las pruebas directas de la velocidad de la luz, también se han realizado muchas otras pruebas experimentales de relatividad especial . (No he leído esta última página detenidamente, pero, al hojearla, se ve bien).

Hay algunas advertencias que vale la pena mencionar. En la relatividad general, la velocidad de la luz solo es constante localmente. Esto significa que la distancia entre dos objetos puede aumentar más rápido que la velocidad de la luz, pero aun así es imposible que la luz te pase a una velocidad superior a la normal. Además, en la teoría cuántica, la velocidad de la luz es una propiedad estadística. Un fotón puede viajar un poco más lento o más rápido que la luz, y solo viaja a la velocidad de la luz en promedio. Sin embargo, las desviaciones de la velocidad de la luz probablemente serían demasiado pequeñas para observarlas directamente.

De hecho, la regla de la velocidad relativa no se aplica nunca.

La regla de suma de velocidades relativistamente correcta es la siguiente:

Cuando$\frac{vu}{c^2}$es cercano a cero (en otras palabras, cuando las velocidades involucradas son mucho menores que la velocidad de la luz), entonces la fórmula correcta se aproxima a la versión galileana$s=u+v$.

Nada puede ser más rápido que la luz, fundamentalmente, porque al acelerar no solo ganas velocidad, sino también masa. A medida que te acercas a la velocidad de la luz, la energía que te da la fuerza que causa la aceleración básicamente contribuye cada vez más al aumento de tu masa y cada vez menos al aumento de tu velocidad. Lo hace precisamente para que nunca alcances la velocidad de la luz. En cambio, las partículas sin masa, como los fotones, siempre viajan a la velocidad de la luz.

John Moffat y Moffat y Albrecht y Magueijo tienen teorías de velocidad variable de la luz donde la velocidad varió en el universo primitivo y no es una constante. Majueijo tiene un libro popular Más rápido que la velocidad de la luz que describe sus teorías. En mi opinión, el libro es bastante escandaloso e insulta a varias personas. Menciono esta respuesta para completar solo porque creo que la velocidad de la luz en el vacío es constante.

El espacio puede expandirse más rápido que la velocidad de la luz, pero no se puede transmitir información. Vea el motor warp de Alcubierre para divertirse.

La velocidad de la luz es el límite de velocidad en el universo porque en un sentido informal es infinito. Si una nave espacial se construyera para viajar a una aceleración constante de 1 g, alcanzaría muy rápidamente el 99,9% de la velocidad de la luz, lo que le permitiría viajar a través de todo el universo observable durante una vida debido al efecto de la dilatación del tiempo. No hay un marco de reposo para el fotón en la relatividad, pero acercarse a su velocidad te hace experimentar más una velocidad subjetiva cercana al infinito. Entonces, desde el 'punto de vista' hipotético del fotón, viaja una distancia arbitraria en tiempo cero. La emisión es el mismo punto que la absorción de un fotón. Ahora, respondiendo por qué es constante para todos los observadores y no infinito, debo decir que se reduce a las leyes de causalidad y localidad.

También en la física de la relatividad, la rapidez (φ) se utiliza como una alternativa a la velocidad como medida de movimiento. La ecuación es φ = artanh(v/c). Sustituyendo v = c obtienes artanh(1) = infinito. Así que la rapidez de la luz es infinita.

El hecho de que diferentes observadores en movimiento relativo puedan medir el mismo rayo de luz para moverse a una velocidad de c tiene que ver con el hecho de que cada observador define la "velocidad" en términos de distancia/tiempo en reglas y relojes en reposo en relación con ellos mismos . . Es crucial entender que diferentes observadores usan diferentes reglas y relojes para medir la velocidad, porque en relatividad cada observador inercial verá que las reglas de otros observadores inerciales se encogen ( contracción de la longitud ), y los relojes de otros observadores inerciales se atrasan ( dilatación del tiempo ) y estar fuera de sincronización entre sí ( relatividad de la simultaneidad). Se puede imaginar a cada observador midiendo la velocidad usando un par de relojes en diferentes posiciones a lo largo de una regla (los relojes sincronizados en su propio marco usando la convención de sincronización de Einstein ), midiendo el tiempo T1 en el primer reloj cuando la onda de luz lo pasa, y el tiempo T2 en el segundo reloj cuando la luz lo pasa, y luego si su regla muestra que el reloj está a una distancia D, este observador concluye que la velocidad del rayo de luz fue D/(T2 - T1).

Pero ahora considere cómo se verán las reglas y los relojes de este observador en mi marco, si veo que el observador se mueve a alguna velocidad v a lo largo de mi eje x (con la regla paralela al eje x). Desde mi perspectiva, la regla que el observador en movimiento usó para medir la distancia se encogió por un factor de$\sqrt{1 - v^2/c^2}$Debido a la contracción de la longitud, el tiempo entre tics en los relojes del observador en movimiento se expande en$1 / \sqrt{1 - v^2/c^2}$debido a la dilatación del tiempo (o de manera equivalente, en$T$segundos de tiempo en mi marco solo veo el reloj del observador en movimiento avanzando$T \sqrt{1 - v^2/c^2}$), y la lectura de la hora del reloj trasero está adelantada a la lectura del reloj delantero por$vL/c^2$debido a la relatividad de la simultaneidad, donde$L$es la distancia entre los relojes en el propio marco del observador, medida por su propia regla.

Veamos un ejemplo numérico. Digamos que la regla tiene 50 segundos luz de largo en su propio marco de reposo, moviéndose a 0.6c en mi marco. En este caso el factor gamma relativista$1 / \sqrt{1 - v^2/c^2}$(que determina la cantidad de contracción de la longitud y la dilatación del tiempo) es 1,25, por lo que en mi marco la longitud de la regla es 50/1,25 = 40 segundos luz de duración. En la parte delantera y trasera de la regla hay relojes que están sincronizados en el marco de descanso de la regla; debido a la relatividad de la simultaneidad, esto significa que en mi marco no están sincronizados, con la hora del reloj delantero retrasada en un$vL/c^2$= (0.6c)(50 segundos luz)/$c^2$= 30 segundos.

Ahora, cuando el extremo posterior de la regla en movimiento se alinea con la marca de 0 segundos luz de mi propia regla (con mi propia regla en reposo con respecto a mí), configuro un destello de luz en esa posición. Digamos que en este momento el reloj en la parte posterior de la regla en movimiento lee un tiempo de 0 segundos, y dado que el reloj en el frente siempre está atrasado por 30 segundos en mi marco, entonces en mi marco el reloj en el frente debe leer -30 segundos en ese momento. 100 segundos más tarde en mi marco, la parte trasera se habrá movido (100 segundos)*(0.6c) = 60 segundos luz a lo largo de mi regla, y dado que la regla tiene 40 segundos luz de largo en mi marco, esto significa que la parte delantera estará alineado con la marca de 100 segundos luz en mi regla. Dado que han pasado 100 segundos, si el haz de luz se mueve en c en mi cuadro, debe haberse movido 100 segundos luz en ese tiempo,

Dado que pasaron 100 segundos en mi marco, esto significa que 100/1.25 = 80 segundos han pasado en los relojes en la parte delantera y trasera de la regla móvil. Dado que el reloj en la parte posterior marcaba 0 segundos cuando se disparó el flash, ahora marca 80 segundos; y dado que el reloj en el frente marca -30 segundos, ahora marca 50 segundos. Y recuerda, ¡la regla tenía 50 segundos luz de largo en su propio marco de descanso! Entonces, en su marco, donde el reloj en el frente está sincronizado con el reloj en la parte posterior, el destello de luz se encendió en la parte posterior cuando el reloj marcaba 0 segundos, y el rayo de luz pasó el reloj en el frente cuando era hora. lea 50 segundos, por lo que dado que la regla tiene una longitud de 50 segundos luz, ¡el haz debe haberse estado moviendo a 50 segundos luz/50 segundos = c también!

Si también desea considerar qué sucede si, después de alcanzar el extremo frontal de la regla móvil a los 100 segundos en mi marco, la luz rebota hacia atrás en la dirección opuesta hacia el extremo posterior, luego a los 125 segundos en mi marco la luz estará en una posición de 75 segundos luz en mi regla, y la parte trasera de la regla en movimiento también estará en esa posición. Dado que han pasado 125 segundos en mi marco, 125/1,25 = 100 segundos habrán pasado en el reloj en la parte posterior de la regla móvil. Ahora recuerde que en el reloj en el frente se leen 50 segundos cuando la luz lo alcanza, y la regla tiene 50 segundos luz de largo en su propio marco de descanso, por lo que un observador en la regla en movimiento habrá medido la luz para tomar 50 segundos adicionales. segundos para viajar los 50 segundos luz desde el extremo frontal hasta el extremo posterior.

En cuanto a la parte 2 de su pregunta "¿Por qué nada puede ser más rápido que la luz?", La respuesta es que no es solo la luz. El punto es que c es la velocidad máxima de cualquier interacción causal de transmisión de información en el universo , mediada por cualquier cosa que viaje hacia adelante en el tiempo (ver nota al pie). Es solo que los fotones, que tienen 0 masa en reposo, viajan en el vacío y se acercan a ese límite fundamental, c.

Nota al pie: Excepto tal vez 'taquiones', nunca vistos y que viajan hacia atrás en el tiempo porque van más rápido que c. (Tenga en cuenta que Norbert Wiener señaló una vez que para una influencia causal que viaja hacia atrás en el tiempo, la experimentaríamos como "aleatoria", ya que aparentemente sería un evento sin una causa antecedente para nosotros).

Considere las ondas de sonido. Si tienes un auto con sirena, ¿la velocidad del auto afecta la velocidad del sonido? No, en cambio, el sonido siempre viaja a la misma velocidad (ignoremos por ahora el hecho de que la velocidad del sonido puede cambiar, por ejemplo, por la densidad del medio por el que viaja).

La variación de la velocidad del automóvil provocará un efecto Doppler en el que las ondas de sonido se comprimen (o se expanden según la dirección) y la frecuencia de la onda se ve afectada (por ejemplo, el tono es más alto a medida que la fuente del sonido se acerca a usted o más bajo a medida que se aleja de él). tú).

Esencialmente, estás creando la onda de sonido a medida que te mueves a través del medio por el que viaja. Esto significa que, a medida que la creas, las ondas se acumulan al frente y se expanden hacia atrás. Incluso es posible viajar más rápido que la velocidad del sonido cuando estás compitiendo con la ola que acabas de crear (y todo está detrás de ti, nada al frente).

La luz se comporta de manera similar (bueno, más o menos). Sabemos por experimentos que siempre se mide con la misma velocidad (en el vacío) independientemente de la velocidad a la que se emitió (técnicamente, la velocidad del material del que se emitió). Esto no debería ser tan sorprendente, ya que así es como se comportan las ondas sonoras también.

La velocidad del material que emite la luz afectará la frecuencia de la luz (por ejemplo, si se está alejando de usted, las ondas se extenderán y se desplazarán hacia el rojo, o si se está moviendo hacia usted, las ondas se agruparán y se desplazarán hacia el azul). ).

En resumen:

• La luz solo tiene una velocidad (la velocidad a la que la medimos o C). Hasta ahora agradable y simple. Esta figura no es realmente especial o sorprendente (tiene que ser algo).

• Su velocidad es independiente del material o marco de referencia desde el que se emite (similar a cómo la velocidad del sonido es independiente de la velocidad de la sirena/coche).

• Más sobre la velocidad del sonido. Es independiente de la velocidad de su fuente porque hay un desacoplamiento de la fuente de la onda (compresión/expansión de las moléculas de aire) y su propagación a través del medio (moléculas de aire rebotando entre sí).

• Los objetos (por ejemplo, aviones) pueden viajar más rápido que la velocidad del sonido. Este no es el caso de la luz. Nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz.

¿Por qué la materia está restringida a viajes más lentos que la velocidad de la luz? En pocas palabras, requiere más y más energía para acelerar la masa cuanto más te acercas a la velocidad de la luz. Para llegar a la velocidad de la luz se requiere una energía infinita y no se puede pasar del infinito (para ir más rápido).

Entonces, una de las razones por las que la Relatividad es tan confusa es que la velocidad de la luz es constante independientemente de su marco de referencia. Imagine muchas ambulancias voladoras y solo podría medir otra ambulancia por su sonido. Una ambulancia que vuela hacia usted puede tener una onda de sonido de mayor frecuencia, pero no puede saber si eso se debe a su movimiento hacia la onda de sonido o al movimiento de la ambulancia que la emite (no hay un marco de referencia absoluto para ayudarlo).

No estoy seguro de cuánto se sostiene la analogía de las ondas de sonido con las ondas de luz, pero espero que les dé una idea más intuitiva de cómo puede ocurrir esto.

Hay cierta confusión sobre dos puntos... primero, la independencia de la velocidad de la luz sobre la velocidad de su fuente no es nada sorprendente. Es lo mismo que la independencia de la velocidad de las ondas en el agua sobre la velocidad de un barco. Nada divertido allí. PERO, la independencia de la velocidad de la luz en el marco de referencia de dos observadores en movimiento relativo a la misma fuente, eso es lo divertido. Supongo que no te importan las respuestas debido a las transformaciones de Lorentz o cosas similares. Tal vez te estés preguntando por qué alguien (Einstein, por ejemplo) llegaría a esta idea. La cuestión es que se debe al experimento de Michaelson-Morley y a las ecuaciones de Maxwell. El experimento MM nos dio la prueba de que esto es cierto, y las ecuaciones de Maxwell nos motivaron. En estas ecuaciones, la velocidad de la luz aparece como la velocidad de las ondas electromagnéticas. Asi que, llega a ser una especie de constante natural. Como puedes ver, juega un papel especial, al igual que la constante de Planck o la constante gravitatoria. Las leyes naturales deben ser las mismas en todos los marcos de referencia, por lo que la velocidad de la luz debe ser la misma. También está el hecho de que si pudieras viajar a la velocidad de la luz, observarías una onda de luz estacionaria, y eso simplemente NO es posible. No hay pruebas reales de todo esto, solo una fuerte intuición.

Desafortunadamente, las preguntas de " ¿Por qué? " casi siempre llegan aquí en StackExchange a la respuesta "¡ Porque así es la naturaleza! ". Como era de esperar, la respuesta principal te dice exactamente eso.

Hay muchos físicos aquí en el sitio que creen que el objetivo de la física no es responder preguntas de "por qué", sino ajustar modelos a observaciones. /despotricar

Sin embargo, hay ideas para las respuestas a varias de las preguntas más importantes de "Por qué". Estas ideas actualmente no están verificadas experimentalmente y, por lo tanto, no son respuestas canónicas. Mientras no haya pruebas experimentales, estas ideas son solo eso: ideas. Sin embargo, siempre disfruto leyendo sobre tales ideas y tal vez tú también lo hagas.

Aquí hay una idea que explica por qué nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz:

El espacio-tiempo no es continuo, sino discreto y tiene una longitud mínima$l_m$y un intervalo de tiempo mínimo$t_m$.

Si este es el caso, nada puede moverse con una velocidad mayor que$\frac{l_m}{t_m}$. Para moverse más rápido que$\frac{l_m}{t_m}$y el objeto necesitaría viajar la distancia mínima$l_m$en un intervalo de tiempo más corto que el intervalo de tiempo mínimo$t_m$.

Además, esta velocidad máxima tiene el mismo valor en todos los marcos de referencia, porque la duración mínima y el intervalo de tiempo mínimo son los mismos en todos los marcos de referencia. Si este no fuera el caso, habría un marco de referencia preferido que está en desacuerdo con el principio de relatividad .

Entonces, ¿realmente explicamos algo con esta idea? Ahora, por supuesto, tenemos que responder a la pregunta: ¿Por qué el espacio-tiempo debería ser discreto y por qué debería haber una duración y un intervalo de tiempo mínimos?

En primer lugar, esta idea no es tan extraña como puede sonar si la escuchas por primera vez. Un espectro discreto con una cantidad mínima es exactamente con lo que estamos acostumbrados a trabajar en la teoría cuántica. Por lo tanto, podemos formular la idea de manera diferente y decir: el espacio-tiempo está cuantizado. Los candidatos naturales para la longitud mínima y el intervalo de tiempo mínimo son la longitud de Planck y el tiempo de Planck .

Es una idea atractiva en sí misma pensar que el espacio-tiempo consta de "átomos de espacio-tiempo", es decir, bloques de construcción mínimos. Por ejemplo , "la salida principal de [Loop Quantum Gravity] es una imagen física del espacio donde el espacio es granular. La granularidad es una consecuencia directa de la cuantización. Tiene la misma naturaleza que la granularidad de los fotones en la teoría cuántica de electromagnetismo y los niveles discretos de energía de los átomos. Aquí, es el espacio mismo el que es discreto. En otras palabras, hay una distancia mínima posible para viajar a través de él".

No soy un experto en nada de esto, pero creo que es una forma muy clara de explicar por qué hay una velocidad máxima. Tal vez incluso podamos cambiar las cosas y decir que la observación de que la velocidad de la luz es la velocidad máxima es un fuerte indicio de la idea de que el espacio-tiempo está cuantizado.

Esta línea de pensamiento es similar a la conclusión de que la cuantización observada de la carga eléctrica es un fuerte indicio de la idea de una Gran Teoría Unificada .

La principal advertencia a tener en cuenta es que actualmente no hay ninguna prueba experimental de que el espacio-tiempo esté cuantizado. (Y, por supuesto, ninguna prueba experimental de una Gran Teoría Unificada).

Sin embargo, la idea de que el espacio-tiempo está cuantizado ofrece una explicación tan hermosa para algo que de otro modo es simplemente un hecho experimental que parece que vale la pena avanzar en esta dirección. (Del mismo modo, la forma en que una Gran Teoría Unificada explica por qué se cuantifica la carga eléctrica es tan hermosa que muchos físicos creen que la idea básica de una Gran Teoría Unificada es correcta, aunque actualmente no hay pruebas experimentales).

Que la velocidad de la luz sea invariable es una propiedad del espacio-tiempo de Minkowski, y debería haber mucho sobre eso en Wiki, o busque 'álgebra geométrica' o Álgebra de Clifford.

Es relativamente fácil obtener la velocidad constante de la luz como constante de la naturaleza a partir del principio de equivalencia galileana de observadores inerciales (GP).

GP dice que dos observadores cualesquiera, moviéndose con (cualquier) velocidad constante entre sí, son equivalentes, es decir, ambos describen la realidad física de la misma manera.

En particular, significa que comparten los mismos principios cinemáticos y utilizan marcos de coordenadas isomorfos. Eso es si el observador O tiene este sistema de coordenadas$(t,x)$y el observador O' tiene$(t',x')$, ellos están relacionados. Si consideramos la relación más simple, la dependencia lineal, se describe mediante las siguientes ecuaciones válidas para el observador O':

Como el observador O es equivalente al observador O' y la realidad física observada desde el marco de coordenadas O es exactamente la misma, las mismas relaciones deben ser válidas para el observador O :

Tenga en cuenta que se utilizan los mismos coeficientes a,b,c,d.

Si O y O' tienen relojes sincronizados, podemos combinar ambas descripciones, tratando de obtener más requisitos para los coeficientes a,b,c,d, como se describe (en polaco), aquí. Suponga que O y O' se mueven con velocidad relativa V.

Tenemos que definir la función (desconocida) d( V)

Ahora, si asumimos que hay un tercer observador O'' que se mueve con una velocidad de U relativa al observador O', podemos preguntar, ¿cuál es su velocidad para el observador O? Usando las fórmulas anteriores obtenemos el siguiente resultado:

Si establecemos eso$d(V) =1$, tendremos restaurada la física galileana. ¡Pero no hay argumento para hacer esto!

Usamos el observador O como base, y el observador O' moviéndose con velocidad V relativa a él. Otro observador O'' se movía con la velocidad de U relativa a O', y obtenemos la velocidad relacionada de O'' válida para el observador O. La velocidad U era la velocidad de O'' en el cuadro O' que fue "arrastrado" por el cuadro O'wirth "velocidad de arrastre" de V.

¿Qué pasaría si empezáramos con el observador O'' y calculáramos lo mismo? Como O y O' son equivalentes, la única diferencia es que esta vez la "velocidad de arrastre" será U mientras que otra V será relativa a O'. En otras palabras, U y V intercambian su papel. Significa que la velocidad relativa$O("U+V")$y$O''("V+U")$tiene que ser igual! Los observadores son equivalentes, ¡recuerda!

Entonces podemos escribir:

Después de reordenar los términos obtenemos la siguiente fórmula:

Sólo hay una manera de cumplir la siguiente ecuación:$f(x)=f(y)$.$f(x)$tiene que ser constante! Entonces toda la fracción.

Obtenemos el resultado final:

Función$d(V)$es como sigue:

De esta forma obtenemos transformaciones de Lorentz asumiendo GP y siguiendo reglas generales con relación lineal entre tres observadores inerciales.

Si queremos saber el valor de la constante C (todavía desconocida), debemos realizar varios experimentos. Pero podemos notar que las transformaciones de Lorenz dejan las ecuaciones de Maxwell sin cambios, y nos da una relación entre nuestra constante C y la velocidad de la luz en el vacío:

El razonamiento anterior fue realizado (y publicado en los años 60) por el físico polaco Andrzej Szymacha.

La gente puede decir cosas como "... no tenemos una justificación teórica para la constancia de la velocidad de la luz...", o decir "Estas cosas simplemente son, por lo tanto no hay una explicación más profunda, más fundamental". . Así, tales personas en general aceptan el efecto, pero no tienen ningún deseo de encontrar la causa.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que si analiza la idea simple del movimiento absoluto que tiene lugar dentro de una estructura absoluta de 4 dimensiones conocida como espacio-tiempo, pronto terminará derivando de forma independiente todas las ecuaciones de la relatividad especial y, por supuesto, adquirirá simultáneamente una comprensión completa de la Relatividad Especial. Si está interesado, vea la prueba de este simple análisis de movimiento en http://goo.gl/fz4R0I

Al comenzar en el fundamento absoluto, este a su vez revela la causa absoluta.

Por lo tanto, al haber visto la causa absoluta, no importa qué tan rápido se muevan dos observadores a través del espacio a dos velocidades diferentes, queda muy claro por qué la velocidad de la luz seguirá siendo la misma para ambos observadores.

Desafortunadamente, aunque uno puede abarcar completamente la Relatividad Especial a través de la investigación independiente de la base absoluta, como característica de la Relatividad Especial, esta base absoluta no puede ser detectada. Por lo tanto, dicha exploración se limita a estar limitada a un viaje de ida. Dado que estos absolutos son indetectables, se consideró que no tenían importancia, por lo que rápidamente se tiraron por la ventana. Entonces se aceptó la relatividad como lo más importante en lugar de que lo absoluto se considerara lo más importante.

¡Se consideró que el arrendador había superado claramente al mayor!

Así, cuando se piden explicaciones absolutas, en general no se dan respuestas absolutas, ya que se considera que los absolutos no tienen importancia.

¡La velocidad de la luz también es la misma incluso si no está en el vacío! La velocidad de la luz en el agua sigue siendo C... Lo que significa que los fotones en el agua todavía viajan a la velocidad de C. Pero la distancia que tienen que cubrir (porque el agua está en el camino) es más larga, por lo que el tiempo tardan más en salir.

La velocidad de la luz es constante e invariable EN EL ESPACIO . En el tiempo la velocidad de la luz es cero

Eso significa que para la luz su velocidad en:

el espacio es C en el tiempo es 0 en el espacio-tiempo es C

Ahora veamos la velocidad de una persona en la Tierra andando en bicicleta...

El tipo de la bicicleta se mueve muy lento (en comparación con la luz) en el espacio. Digamos que se mueve a 2,7 m/s en el espacio. ¡Pero la persona también se mueve a 299.792.453,3 m/s en el tiempo!

Si los sumamos vemos que 299.792.453,3 + 2,7 ms = 299.792.458 = ¡la velocidad de la luz!

:O

Tanto la luz como yo en la bicicleta, ¡ambos nos movemos en el espacio-tiempo A la velocidad de la luz!

En primer lugar, todos los objetos del Universo se mueven en el espacio-tiempo A la velocidad de la luz. Entonces, la velocidad de la luz no es exclusiva de la luz, es la misma para todo. Resulta que la luz tiene toda su velocidad en el espacio y cero en el tiempo... La mayoría de los objetos tienen la mayor parte de su velocidad C en el tiempo y una pequeña fracción de ella en el espacio...

Entonces, dado que tanto el tipo de la bicicleta como la luz viajan a la velocidad de la luz, ¿¡por qué solo preguntas sobre la luz y no sobre el tipo de la bicicleta!?

¡Ambos viajan a la misma velocidad!

La razón por la cual la velocidad de la luz es tan "espeluznante". Es porque cuando medimos la velocidad de algo, solo nos importa la velocidad de ese algo en el espacio... ¡Olvidamos por completo que el mismo objeto también tiene una velocidad en el tiempo!

Entonces, la velocidad de la luz no es constante solo para la luz. Su constante EN GENERAL para todo! Pero no necesariamente en el espacio. La mayoría de los objetos se mueven en el espacio-tiempo. La luz se mueve exclusivamente en el espacio y no en el tiempo.

Además... "¿Por qué la velocidad de la luz en el espacio es invariable a diferencia de cualquier otra velocidad?" (Te escucho preguntar).

Bueno, todas las demás velocidades de todos los demás objetos son invariantes... pero no en el espacio... ¡sino en el espacio-tiempo!

Mi velocidad en el espacio-tiempo al andar en bicicleta es igual a la velocidad de C y eso también es invariable... Al igual que la velocidad de la luz. Pero cuando mides la velocidad de una bicicleta que viene hacia ti, no la encuentras invariable porque olvidaste medir su velocidad en el tiempo. Si lo hizo, y combinó esas dos velocidades, habría descubierto que la velocidad de la bicicleta en el espacio-tiempo siempre es igual a C, ¡sin importar quién la observe, siempre es invariable!

Así que de nuevo, ¡no hay paradoja!

La luz son solo fotones que no tienen masa, por lo que su velocidad se asigna al 100% en el espacio... Los objetos más masivos, como las bicicletas, asignan su velocidad principalmente en el tiempo, y su velocidad en el espacio es muy lenta (porque ahora se necesita energía para mover todo). ¡Esa masa! ¡Pero para la luz no lo hace!).

Además, también estás preguntando "¿por qué nada no puede moverse más rápido que la luz?"

Bueno... Más rápido que la luz, ¿dónde?

¿En el espacio? ¿A tiempo? ¿O en el espacio-tiempo?

alerta de spoiler, si viajas más rápido que la luz en cualquiera de los 3, romperás la causalidad, ¡así que no puedes hacer eso!

Pero, de hecho, puedes viajar "más rápido que la luz":

La forma en que lo haces es simplemente viajando cerca de la velocidad de la luz en el espacio... Cuando hagas eso, tu velocidad en el tiempo comenzará a disminuir, haciéndote experimentar cada vez menos tiempo.

Si viaja lo suficientemente cerca de la velocidad de la luz en el espacio, podrá alcanzar objetos increíblemente lejanos sin experimentar el viaje intermedio... Para usted, esos viajes solo habrán durado un par de días, cuando en realidad , para la gente de allí, ¡podrían haber pasado siglos enteros!

A eso lo llamamos velocidad propia.