¿Velocidad de transmisión de fotones virtuales de un campo eléctrico estático?

Como aún no conozco QFT, intentaré responder de manera clásica, sin partículas virtuales ni entidades similares.

En realidad, no hay ninguna parte del campo que se mueva más rápido que la luz, incluso para campos estáticos, incluso para aquellos de fuentes que se mueven uniformemente. Lo que sucede en cambio es que así es como evoluciona el campo mismo.

Para ilustrar mejor este fenómeno, consideremos una onda elástica en una membrana, que resulta de una fuente en movimiento. La ecuación que describe tal sistema es isomorfa a la ecuación del potencial escalar del campo electromagnético, por lo que esta analogía parece bastante justa. En el momento$t=0$crearemos una fuente moviéndose en$0.9c$dónde$c$es la velocidad de la onda en la membrana, entonces, cuando la fuente está cerca del centro ($x\approx5.8$), eliminamos la fuente. (No preste atención a los reflejos de los límites; estos son un artefacto computacional de límite artificial).

Lo que obtenemos es que el campo estático (es decir, la distorsión de la membrana) se moverá con la fuente, propagándose lejos de su punto de creación en$c$. La parte estática, que está dentro del círculo de propagación, cambia en el tiempo de tal manera que parece que sigue a la fuente. La parte que se mueve en$c$es el cambio de campo.

Sin embargo, cuando eliminamos la fuente, la distorsión, la parte estática del campo, seguirá moviéndose como si la fuente todavía estuviera allí. y solo despues$\Delta t=d/c$estará el observador ubicado a distancia$d$desde el punto donde desapareció la fuente, observe que la fuente ya no está allí; solo en ese momento el cambio de campo llegará al observador.

Entonces, la conclusión: no es que el campo estático se propague a velocidades FTL, sino la forma en que el campo de una fuente en movimiento uniforme evoluciona en el tiempo mismo , incluso si ya no hay ninguna fuente presente.

Debido a las razones mencionadas en el enlace de wikipedia que proporcionó en el OP, lo mismo ocurre con las ondas electromagnéticas y gravitacionales. Incluso si la fuente desaparece, el campo se verá como si la fuente lo moviera a su posición esperada (real si no desapareció) hasta que la onda de cambio llegue al observador.

Es posible que ahora tenga una pregunta: si el campo evoluciona de tal manera que la fuente que lo creó se mueve con cierta velocidad, pero no requiere esa fuente en absoluto, ¿cómo sabe el campo la velocidad de esa fuente? Parece que esta información está codificada en la forma del campo estático. Para una fuente estacionaria, el campo es, como se sabe por la ley de Coulomb para la electrostática y la ley de Newton para la gravitación, esféricamente simétrico. Pero si la fuente se mueve, el campo parece plano en la dirección del movimiento de la fuente. Esta es la consecuencia de la contracción de la longitud y se puede ver fácilmente si realiza transformaciones de Lorentz en el observador, comenzando desde el campo de Coulomb.