¿Es la luz tan importante en la relatividad especial?

Soy un entusiasta aficionado a la física sin educación universitaria formal en física. Así que mi pregunta puede sonar muy ingenua, así que perdóname.

Tenía esta pregunta en el fondo de mi mente desde el descubrimiento erróneo de los neutrinos que viajan más rápido que la luz.

Mi comprensión de la relatividad especial es la siguiente. Puede medir los parámetros físicos como la longitud, el tiempo y la masa de los objetos en un marco de referencia (A) desde otro marco de referencia (B) que tiene una velocidad relativa constante con A con solo mirar las señales de información que vienen de A a B. Dado que la luz (radiación electromagnética) es el portador de información más rápido conocido entre dos marcos y dado que la luz tiene una velocidad relativa constante con cualquier marco inercial en movimiento, las mediciones de longitud/tiempo entre marcos inerciales en movimiento se formulan en función de su velocidad.

En 2011, cuando se informó sobre los neutrinos 'más rápidos que la luz', un punto que escuché en los informes de divulgación científica fue que invalidaría la teoría especial de la relatividad. Pero ¿por qué es así? Cualquier partícula más rápida que la luz simplemente intercambiaría la constante C en la relatividad especial con alguna nueva constante (siempre que esta partícula también tenga una velocidad relativa constante con marco inercial). ¿Acaso la teoría de la relatividad especial aún no se mantiene con la información que se intercambia con esta nueva partícula rápida en lugar de con la luz? Siempre que estas partículas no viajen con una velocidad infinita, todas las mediciones de marcos móviles tendrán la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud. ¿Es correcto mi entendimiento?

Edición 1: Veo otra pregunta aquí y la respuesta parece que mi entendimiento es correcto. La teoría de la relatividad especial se puede derivar de cualquier partícula que viaje con una velocidad constante.

@John Rennie, ya había visto esa respuesta antes de publicar esta pregunta, pero eso no responde a mi pregunta.
C es especial porque es la única velocidad a la que puede viajar una partícula sin masa (como un fotón), y cualquier partícula masiva debe viajar más lentamente. Ya sea que un neutrino no tenga masa o sea masivo, si viajó a > C eso rompería la relatividad especial.

Respuestas (1)

Su comprensión es correcta, pero también debe darse cuenta de que existe una rica variedad de efectos relativistas verificados experimentalmente donde la constante C está ocurriendo y esta constante tendría que ser cambiada repentinamente. Es decir, todas las partículas son suficientes para la relación

mi = metro C 2 = metro 0 C 4 + pag 2 C 2
Esta relación se utiliza, por ejemplo, para calcular el defecto de masa del núcleo relacionando precisamente la "masa faltante" y la energía liberada. Eran una constante diferente C ′ el "límite de velocidad", lo obtendríamos también en esta relación. Otro límite para grandes velocidades de la mi = metro C 2 es
mi = pag C
Utilizado todos los días miles de veces en aceleradores de partículas para comprender las colisiones. También sienten muy bien el "límite de velocidad" al acelerar las partículas. Entonces, los físicos de partículas experimentales notarían muy pronto si C eran una constante diferente. Esta no va a ser una lista completa, sino otro efecto conectado cuantitativamente con C son los tiempos de vida prolongados de las partículas. Para un tiempo medio de vida de una partícula en reposo τ atravesamos la dilatación del tiempo es toda la vida τ ′ cuando se mueve con una velocidad v :
τ ′ = γ τ = τ 1 − v 2 C 2
Así, por ejemplo, se puede observar que una partícula como un muón con una vida útil de unos pocos microsegundos tiene una vida útil de unos pocos segundos.

Todos estos efectos han sido observados y probados tantas veces que es más o menos imposible que una constante diferente a C ocurriría en ellos. Por lo tanto, debe entenderse que cuando decimos "la velocidad de la luz" no nos referimos a la velocidad de una partícula, sino a esta constante que surge básicamente en todas partes en la física de alta energía y determina cuantitativamente los fenómenos.

Sería inconsistente observar todos estos efectos con una precisión C y encuentra una partícula que se mueve a una velocidad C + ϵ . Así, se falsificaría la relatividad y habría que encontrar un marco diferente. (probablemente uno muy, muy feo)

Gracias por la respuesta, Void. Si la nueva partícula es el medio de intercambio de información, entonces las 'señales' serán 'observadas' con diferente velocidad relativa (c') dentro de los marcos absorbentes, ¿verdad? En este caso, ¿todas estas fórmulas no seguirían siendo las mismas?
La única razón para tomar a menudo la luz como "el" medio de las señales es porque es el más rápido. Cualquier cosa puede ser portadora de señales. Puede ver, por ejemplo, en esta derivación de la dilatación del tiempo que la constancia de C es esencial para todos los efectos. Pero una de las consecuencias de tales consideraciones es que ninguna partícula masiva (como un neutrino) puede alcanzar (o estar a) la velocidad de la luz. Pero la relatividad permite que las partículas masivas estén siempre por encima de la velocidad de la luz.
OK entonces C ′ entonces no sería constante en todos los marcos de referencia y más grande que C , Podemos trabajar con eso. Sin embargo, puede ver, por ejemplo, en esta respuesta que podría violar la causalidad. Por ejemplo, podría recibir un mensaje sobre los resultados de la lotería de esta noche antes de enviárselos después a un cómplice. Los físicos odian los juegos de azar, así que esto no está permitido. (Sí, y también viola los fundamentos de la ciencia a menos que se hagan algunas modificaciones complicadas para detener esto).
¿Es la luz tan importante en la relatividad especial?
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