¿Por qué la velocidad de la luz metros por segundo, ni más rápido ni más lento.
Por qué no billones de kilómetros por segundo o ¿millas por hora?
Esto me ha estado 'molestando' por un tiempo. Al buscar en Google, generalmente se encuentran respuestas sobre por qué no es ' ' infinito, etcétera, y las respuestas generalmente decían (según mi interpretación) que si fueran infinitos, entonces la materia no podría existir.
Recientemente encontré esta referencia , pero a pesar de su intento descaradamente obvio de explicar a los legos, todavía no entiendo por qué es (aproximadamente) millones de metros por segundo.
Una guía 'ficticia' para entender por qué ' ' es el número/velocidad que es, sería muy apreciado por mí y todos los demás que leerán su respuesta en el futuro.
La pregunta básica es, "¿cómo medimos que algo es tan rápido?" que es, "medimos la distancia que recorre algo, medimos el tiempo que tardó en viajar allí, dividimos los dos".
¿Cómo sabemos qué distancia viajó? Bueno, usamos estas cosas llamadas "reglas". Pero, ¿cómo sabemos que esas reglas mantienen una longitud constante, en lugar de hacerse más grandes o más pequeñas? En algún punto de la práctica, nosotros, los experimentadores normales, simplemente confiamos en ellos, pero para el comité internacional que decide cómo medir tales cosas, ¡esto es un verdadero problema! De hecho, sus medidas más confiables son las medidas de tiempo y la velocidad de la luz: por lo tanto, su definición del metro se expresa como "la distancia que recorre la luz en X segundos". Por lo tanto, la velocidad de la luz es exactamente 1/X metros por segundo, ¡ según la definición del propio metro !
Eso probablemente le parezca muy insatisfactorio, ya que se trata de una elección socialmente arbitraria. Originalmente, el metro se definió como una 10 millonésima parte de la distancia desde el polo de la Tierra hasta su ecuador en una línea que recorría la superficie de la Tierra a través de una ciudad en Francia. El comité trató de hacer que el medidor nuevo tuviera aproximadamente el mismo tamaño que el medidor antiguo eligiendo X con mucha precisión, para que nadie tuviera que cambiar sus tablas de medidas. Antes de eso, probablemente había una medida no oficial muy parecida a la yarda imperial, sobre la distancia que pisas si haces "pasos" muy grandes, por lo que estaban tratando de precisar esta idea de un "paso" y resultó ser que 10 millones de esos pasos te permitirían ir desde el ecuador hasta el Polo Norte, así que estaban refinando eso. Etcétera.
Entonces, las preguntas dejan de ser sobre por qué la velocidad de la luz es la que es, y comienzan a ser sobre nosotros : ¿por qué estamos a 1 o 2 metros de altura y por qué nuestro tiempo de reacción es de 0,1 a 0,2 segundos? Las proporciones de estos números dictan qué tan rápida es la velocidad de la luz en relación con las velocidades para las que estamos preparados . Elegimos nuestras unidades en función de estas velocidades y tiempos para los que estamos preparados, y a la velocidad de la luz no le importa eso, pero a nosotros sí.
Además, resulta que no podemos responder algunas de estas preguntas porque si la velocidad de la luz fuera más rápida, ¿cómo lo sabríamos? ¿Qué pasaría si la velocidad de la luz fuera el doble de rápida, pero como consecuencia, todas nuestras reglas (que están construidas a partir de las fuerzas electromagnéticas en los átomos, mediadas por el fotón, que es la partícula de luz) fueran el doble de largas? ? Bueno, ¡podríamos no ver nada! Entonces resulta que, cuando nos ponemos manos a la obra, no podemos detectar estas variaciones de unidades de forma aislada , sino solo combinándolas todas juntas en números sin unidades que llamamos "sin dimensiones". (El estudio de las unidades y cómo interactúan con las cantidades físicas se llama "análisis dimensional", no tiene nada que ver con las "dimensiones" de nuestro espacio-tiempo 4D o "
La importante constante adimensional de cuán grandes somos se llama "constante de estructura fina". Es una pizca menos de 1/137.036 y esencialmente dice qué tan fuerte es la fuerza electromagnética. Y si me preguntas, "¿por qué es así, para que los átomos sean posibles y las moléculas tengan el tamaño que tienen y nosotros somos del tamaño relativo que somos comparados con la luz en los marcos de tiempo en que vibran los átomos?" y todas esas preguntas, puedo decirles firmemente que nadie sabe. Las personas han estado tratando de encontrar una comprensión mística de este número desde que descubrieron que era aproximadamente 1/137, y no se detuvieron cuando descubrieron que en realidad estaba más cerca de 1/137.036, pero esas interpretaciones místicas nunca han llevado a resultados científicos. teorías con predicciones comprobables que luego podríamos confirmar con evidencia real. Simplemente no lo sabemos.
La velocidad de la luz en unidades naturales es 1. El valor en unidades SI depende de las razones por las que elegimos las unidades de la forma en que lo hicimos. Ahora, las unidades SI se eligieron para que coincidieran con las unidades más antiguas que se definieron para que coincidieran con las escalas apropiadas para los propósitos de la vida diaria. Entonces, el metro es del orden de nuestra longitud, el segundo es un pequeño intervalo de tiempo que todavía podemos percibir razonablemente bien.
Entonces, el orden de magnitud de la velocidad de la luz expresada en unidades de Si refleja nuestro tamaño en comparación con el tiempo mínimo necesario para que percibamos nueva información.
limón