La velocidad de la luz como la velocidad máxima posible está incorporada en la Relatividad Especial como premisa de la teoría. Sin embargo, no conozco tal premisa en la Relatividad General. Al mirar dos estrellas que se encuentran en direcciones opuestas desde la Tierra, cada una alejándose de nosotros a la velocidad de la luz, su velocidad relativa será el doble de la velocidad de la luz. Sin embargo, aquí ellos "se alejan" uno del otro no es realmente cierto, ya que cada uno está en reposo, solo se expande el espacio entre ellos. Mi pregunta es: ¿Existe una situación en la Relatividad General en la que las partículas y/o la energía puedan moverse más rápido que la luz por su propia propulsión? ¿O los objetos solo pueden viajar más rápido que c cuando son ayudados por la expansión del espacio?
(No estoy buscando situaciones que involucren agujeros de gusano o agujeros negros).
La premisa en SR no es "hay una velocidad máxima, llamémosla ." Más bien, es más como "el intervalo invariable entre eventos es , dónde es la velocidad de la luz en el vacío". Una vez que haces las matemáticas con todos esos 's, ves que nada puede moverse más rápido que . Entonces, este límite de velocidad es una conclusión, no una suposición explícita.
En GR, no hace falta decir que las cosas son mucho más complicadas. Pero un hecho matemático sobre GR a tener en cuenta es que se reduce a SR cuando se considera una región lo suficientemente pequeña. Es decir, podríamos tener una expresión mucho más complicada para (o mejor , si consideramos intervalos infinitesimales), pero, dado un punto, podemos elegir una región lo suficientemente pequeña alrededor del punto y hacer un cambio de coordenadas apropiado para hacer arbitrariamente cerca de la versión SR en esa región.
Cuando hablamos de física excluyendo el viaje más rápido que la luz, nos referimos en este sentido local, relativo a objetos tan cercanos que podemos ignorar la curvatura del espacio-tiempo. De hecho, GR estándar, al igual que SR, no permite que nada vaya más rápido que En este sentido.
Tienes toda la razón al señalar que la separación entre objetos puede crecer más rápido que debido a la expansión del espacio.
La velocidad de la luz también está codificada en la relatividad general, de la misma manera que se hace en la relatividad especial (el espacio de Minkowski es esencial), de todos modos, sí, es permisible que el espacio pueda expandirse a una velocidad superior a la velocidad de la luz porque eso no No contradice la relatividad especial, y esto porque (en términos generales) SR dice que ninguna materia o información puede transmitirse a una velocidad mayor que la velocidad de la luz en relación con el "espacio" en sí mismo (es posible que desee leer sobre marcos de referencia comóviles en GR ).
Entonces, algunas galaxias muy lejanas, e incluso algunos modelos cosmológicos, usan esto y el corrimiento al rojo muestra que en realidad se están "alejando" a una velocidad mayor que la de la luz, por lo que la respuesta a su pregunta es no.
Ron Maimón
qmecanico