¿Es realmente posible viajar a través del tiempo y el espacio?
Primero, la paradoja de los gemelos
Imagínate dos hermanos gemelos, A y B. A viaja en el espacio en una nave espacial y B permanece en el suelo esperando a A. La nave espacial en la que viaja A acelera hasta alcanzar la velocidad V (la velocidad V es cercana a la velocidad de la luz C) en un período de tiempo muy corto. Luego, la nave espacial voló en línea recta a una velocidad constante v. Después de volar durante un período de tiempo, la nave espacial rápidamente dio la vuelta y continuó volando en línea recta a una velocidad constante v. Cuando regresó al suelo, disminuyó la velocidad. e hizo un aterrizaje de emergencia para encontrarse con B que ya estaba en tierra. a solo tiene aceleración durante los tres períodos de tiempo de arranque, giro y desaceleración para aterrizar. El resto del tiempo vuela en línea recta a velocidad constante. Esto es en el marco inercial donde se encuentra la teoría de la relatividad especial. aplicable.
Según la relación entre la desaceleración del reloj de movimiento derivada de la transformación de Lorentz en el Capítulo 1.
Entre ellos, △t es el tiempo transcurrido del reloj estacionario en el marco inercial S, y △t/ es el tiempo transcurrido del reloj estacionario en el marco inercial S/ moviéndose con velocidad v relativa a S.
Debido a que el tiempo para que A comience, gire y desacelere es muy corto, si se omiten estos tres ciclos, entonces
τ es el tiempo que A vuela en el espacio, y T es el tiempo que B vuela en el espacio de la Tierra. Significa que A hizo un viaje espacial a alta velocidad y descubrió que B era mayor que A cuando regresó.
Si la velocidad de la nave espacial es muy cercana a la velocidad de la luz C, el efecto relativista será muy evidente. Si v = 0,9999c, entonces T = 70,7438+0τ. Es decir, cuando los hermanos gemelos tenían 20 años, A voló en una nave espacial. Pensé que el tiempo de vuelo era sólo de un año. Cuando regresó a la tierra, A tenía solo 265,438+0 años, pero descubrió que B era un anciano de unos 90 años, es decir, B era mucho mayor que A.
Sin embargo, la situación anterior se puede ver desde otro ángulo. En otras palabras, para A que viaja en la nave espacial, A está estacionario en la nave espacial. a ve a B acelerando en la dirección opuesta a la velocidad V en un período de tiempo muy corto, y luego B vuela en línea recta a la velocidad V. Después de volar por un período de tiempo, B rápidamente se dio la vuelta y continuó volando en línea recta a velocidad V. Cuando se encontró con A, desaceleró con urgencia. Desde la perspectiva de A, B solo experimentó aceleración durante los tres períodos de arranque, giro y. desacelerando. El resto del tiempo voló en línea recta a velocidad constante, que también es en el marco inercial donde es aplicable la teoría de la relatividad especial. Por lo tanto, desde la perspectiva de A, si se omiten el inicio, el giro en U y la desaceleración de B (porque estos tres ciclos son relativamente cortos), el tiempo empleado por B/el tiempo empleado por A también debería tener la siguiente relación (la relación especial La teoría de la relatividad generalmente considera estacionaria en relación con El tiempo que tarda el sistema en moverse en línea recta a una velocidad constante se denota como τ y se llama tiempo original del sistema).
De esta manera, cuando el Partido A y el Partido B se encuentran, el Partido A se vuelve más antiguo que el Partido B. Es decir, si B vuela en línea recta a una velocidad constante de v = 0,9999c, cuando B vuela de A un año después, se encuentra Cuando llegó a A, B tenía solo 21 años, pero descubrió que A era un anciano de unos 90 años, es decir, A era mucho mayor que B...
Se puede ver que desde diferentes ángulos, las conclusiones son diferentes. También es contradictorio. ¿B es mucho más grande que A o A es mucho más grande que B? ¿O están todos equivocados, deberían ser todos igualmente jóvenes? Esta proposición se llama "paradoja de los gemelos".
La paradoja de los gemelos lleva mucho tiempo debatiéndose. En 1918, Einstein escribió un artículo explicando la paradoja de los gemelos en forma de una sesión de preguntas y respuestas entre un entrevistador y él mismo, y la paradoja de los gemelos se resolvió.
Cuando la gente habla de la "paradoja de los gemelos", no importa desde qué ángulo la miren, siempre piensan que el tiempo para arrancar, girar y desacelerar es muy corto para la aplicación de la relatividad especial, por lo que ignoran el tiempo de arranque, de giro y de desaceleración. Sin embargo, el meollo del problema de la "paradoja de los gemelos" reside precisamente en estos procesos pasados por alto.
Al considerar la "paradoja de los gemelos" desde la primera perspectiva, B permanece en el suelo esperando a A, y A viaja por el espacio en una nave espacial. La aceleración y desaceleración de la nave espacial en la que viaja A son relativas al sistema inercial donde se encuentra B, por lo que estos procesos no tienen efectos especiales adicionales y pueden ignorarse por un corto tiempo.
Al considerar la "paradoja de los gemelos" desde la segunda perspectiva, no sólo considere que A y su nave espacial están estacionarios, sino también considere que cuando B se aleja de A y su nave espacial, la aceleración y desaceleración de B durante el proceso de arranque, giro, y desacelerando Son todos relativos al marco no inercial en el que se encuentra A. Según el principio de equivalencia de la relatividad general, existe un campo gravitacional en el sistema de referencia, lo que equivale a examinar el movimiento de B. Aunque A y B están ambos en este campo gravitacional, debido a sus diferentes posiciones en el campo gravitacional, el campo gravitacional les afecta. Las funciones también son diferentes. Cuando B comienza y desacelera, A y B están cerca uno del otro, sus potenciales de campo gravitacional no son muy diferentes y los efectos de sus campos gravitacionales en el paso del tiempo tampoco son muy diferentes, por lo que este corto período de tiempo aún puede ser ignorado. Cuando B gira, dado que A y B están muy separados, el potencial del campo gravitacional de B es mucho mayor que el de A, haciendo que el tiempo de B pase mucho más rápido que el de A, o por el contrario, haciendo que el tiempo de A pase mucho más lento que el de B. Este efecto excede el efecto de la velocidad v sobre el tiempo durante el movimiento uniforme de B con respecto a A, de modo que cuando B vuela de regreso para encontrarse con A, B es aún más grande que A. Por lo tanto, al considerar la paradoja de los gemelos, no se puede ignorar a B. -Proceso de giro. Los resultados de los cálculos de la relatividad general muestran que también existe la siguiente relación entre el tiempo τ/ de B y el tiempo T/ de a.
O
Es decir, cuando B voló de regreso para ver a A, A todavía tenía 21 años, mientras que B ya tenía más de 90 años.
En 1966, experimentos midieron que la vida útil promedio de los muones que se mueven en órbitas circulares de alta velocidad es más larga que la de los muones estacionarios en la Tierra. En 1971, se observó que los relojes atómicos colocados en los satélites que orbitaban alrededor de la Tierra eran más lentos que los relojes atómicos en la Tierra. Estos experimentos demostraron la exactitud de la relatividad general y el argumento de Einstein sobre la paradoja de los gemelos.
En segundo lugar, la paradoja de Sun Ye
Cuando la gente estudió la transformación de coordenadas de la relatividad especial y consideró la situación en la que la velocidad del movimiento v excede la velocidad de la luz c, propusieron la "paradoja de Sun Ye". Paradoja".
Sabemos por la sección anterior que el intervalo de tiempo entre dos eventos está relacionado con sus posiciones espaciales y el estado de movimiento entre los marcos inerciales de los dos eventos. Aun así, la secuencia de los dos eventos debería seguir siendo absoluta y no debería cambiar debido a sus diferentes posiciones espaciales y los diferentes estados de movimiento entre los sistemas inerciales de los dos eventos. Es decir, la teoría de la relatividad todavía sigue las leyes causales de. relaciones lógicas, es decir, toda causa debe tener un efecto. Por ejemplo, para viajar al espacio, primero hay que partir y luego regresar; la agricultura requiere sembrar antes de cosechar. La gente nace y muere más tarde. Con base en esta consideración, se ha discutido la teoría de la relatividad de la siguiente manera.
Supongamos que el sistema inercial s/en relación con el sistema inercial S se mueve en línea recta con una velocidad constante V. Hay dos elementos P1(x1, t1) y P2(x2, t2) en el s/ sistema. Las coordenadas de estos dos elementos son (x1/, t1/).
Relación de transformación del tiempo según la transformación de Lorentz
Considerando que la relación causal entre los dos eventos no cambia en los dos sistemas inerciales, es decir, su orden no cambia, entonces have
T2-t 1 & gt 0 ;t2/-t1/>0
Entonces tenemos
es decir:
El requisito de que no se viole la ley de causalidad es u≤c, es decir, la velocidad de propagación de todas las señales, incluida la velocidad de propagación de la interacción y la velocidad de movimiento de los objetos, no puede exceder la velocidad de la luz c. De lo contrario, si u > ; c. Siempre hay algunos sistemas inerciales que hacen que t2-t1 y t2/-t1/ tengan signos opuestos, lo que significa que el tiempo fluye hacia atrás y la relación causal también se invertirá. En base a esto, alguien propuso la siguiente propuesta: si u & gtc, es decir, hay un tiempo superligero que se puede rastrear, entonces imagina que alguien ha entrado en el mundo superligero durante mucho tiempo, y su tiempo No solo se remonta a antes de que él naciera, sino también a cuando nació su padre. En ese momento, mató a su abuelo y regresó a nuestro mundo con poca luz. ¿Existen él y su padre en este momento? Si es así, ¿cómo nació su padre? La gente llama a esta proposición la "paradoja del abuelo" y la "paradoja del abuelo".
Algunas personas ignoran las dificultades lógicas de la "Paradoja del abuelo" o "Paradoja del abuelo" y disfrutan de los vuelos más rápidos que la luz y los viajes en el tiempo en las novelas de ciencia ficción, las películas de ciencia ficción y las películas infantiles.
3. Estado actual de la investigación sobre los taquiones (taquiones)
Algunas personas han realizado diversas especulaciones sobre los taquiones a través de la intuición, conjeturas o el pensamiento filosófico. Especialmente ahora que hay un aumento en la investigación de ovnis. Según informes de avistamientos de ovnis y otros informes relacionados, la gente ha llegado a la conclusión de que existen vuelos superligeros y también han hecho varias especulaciones sobre los taquiones.
Estas especulaciones carecen de base teórica y no han sido deducidas con rigor. Por lo tanto, las conclusiones extraídas de estas especulaciones y conjeturas son confusas y no pueden generalizarse. Sólo algunos de ellos se enumeran a continuación. Este artículo solo adjunta un comentario después de citar el texto original, que es una discusión con el autor original y los lectores:
1. Asimov en "¿Sabías que?" ——Pregunta 51 escrita en Cien preguntas sobre la ciencia moderna (Popular Science Press, 1984):
Dado que nada puede exceder la velocidad de la luz, ¿cuáles son los taquiones que se mueven más rápido que la velocidad de la luz?
La teoría especial de la relatividad de Einstein requiere que ningún objeto en nuestro universo pueda moverse a una velocidad relativa superior a la velocidad de la luz en el vacío. Simplemente forzar un objeto a alcanzar la velocidad de la luz requiere una cantidad infinita de energía, pero empujarlo más allá de la velocidad de la luz requiere incluso más que energía infinita, lo cual es simplemente inconcebible.
Sin embargo, supongamos que un objeto se mueve más rápido que la velocidad de la luz.
La velocidad de la luz es de unos 300.000 kilómetros por segundo, entonces, ¿qué pasará si un objeto con una masa de 1 kg y una longitud de 1 cm se mueve a una velocidad de unos 424.000 kilómetros por segundo? Si aplicamos las ecuaciones de Einstein, nos dice que la masa del objeto será igual a (raíz cuadrada negativa de 1) kg y su longitud será (raíz cuadrada negativa de 1) cm.
En otras palabras, cualquier objeto que se mueva más rápido que la velocidad de la luz tendrá una masa y una longitud, y esta masa y longitud deben estar representadas por lo que en matemáticas se llama un "número imaginario". No tenemos forma de concretar la masa y la longitud representadas por números imaginarios, por lo que es fácil pensar que, dado que tales cosas son impensables, no pueden existir.
Pero en 1967, Gerald Feinberg de la Universidad de Columbia en Estados Unidos pensó que era muy prometedor especificar tal masa y longitud (Feinberg no fue la primera persona que propuso los taquiones, que fueron postulados por primera vez por Bilanuk y Sudarshan, pero Feinberg popularizó el concepto). Quizás la masa y la longitud representadas por "números imaginarios" sean sólo una forma de describir la capacidad de carga de un objeto (por ejemplo): este objeto y la materia de nuestro universo no se atraen gravitacionalmente, sino que se repelen.
Feinberg llama "taquión" a este tipo de partículas que tienen una velocidad superior a la de la luz y tienen masa y longitud virtuales. Si asumimos que este taquión puede existir, ¿podría seguir las ecuaciones de Einstein de otra manera?
Obviamente los palillos quedarán así. Podemos describir un universo entero formado por taquiones, que viajan más rápido que la velocidad de la luz pero obedecen a los requisitos de la teoría de la relatividad. Sin embargo, para que los jugadores rápidos puedan hacer esto, las cosas serán lo opuesto a lo que estamos acostumbrados en cuanto a potencia y velocidad.
En nuestro "universo lento", un objeto estacionario tiene energía cero, pero a medida que gana energía, se mueve cada vez más rápido. Si ganara energía infinita, se aceleraría a la velocidad de la luz. En el "universo rápido", las partículas taquiónicas con energía cero se mueven a velocidades infinitas. Cuanta más energía adquiere, más lento se mueve, y cuando la energía se vuelve infinita, su velocidad se reduce a la velocidad de la luz.
En nuestro lento universo, es imposible que un objeto viaje más rápido que la velocidad de la luz bajo ninguna circunstancia. En un universo rápido, los taquiones nunca pueden viajar más lento que la velocidad de la luz bajo ninguna circunstancia. La velocidad de la luz es el límite entre los dos universos y no se puede superar.
Sin embargo, ¿existen realmente los taquiones? Podemos afirmar que es posible que exista un universo rápido que no viole la teoría de Einstein, pero la posibilidad de su existencia no significa necesariamente su existencia.
Una posible forma de explorar el universo rápido es considerar que si un taquión viaja más rápido que la velocidad de la luz en el vacío, dejaría un rastro de luz que podría detectarse mientras vuela. Por supuesto, la mayoría de los taquiones viajan muy rápido: millones de veces más rápido que la velocidad de la luz (al igual que la mayoría de los objetos ordinarios viajan muy lentamente, sólo una millonésima parte de la velocidad de la luz).
Los taquiones generales y sus destellos pasaron mucho antes de que los descubriéramos. Sólo unos pocos taquiones de alta energía pasan por nuestros ojos a la velocidad de la luz.
Incluso en esta ocasión, solo les lleva alrededor de un tercio de segundo volar un kilómetro, por lo que encontrarlos puede ser bastante estresante.
Comentario: ¡A partir de la longitud y la masa de números imaginarios, se realiza la exclusión mutua de partículas superluminales! Pero pensaron que cuando un taquión pasara volando, dejaría un rastro de luz que podría detectarse, ¿verdad? Si ese fuera el caso, ¿no se habrían detectado los taquiones hace mucho tiempo? ¿También creen que cuando la velocidad de un taquión es infinita, su masa es cero?
2. Martin Harvitt de Estados Unidos escribió en “The Concept of Astrophysics” (Science Press, edición de 1981, página 1, página 213, 214):
Einstein No. Cuando Cuando se descubrió por primera vez el concepto de relatividad especial, se afirmó claramente que los objetos no pueden moverse más rápido que la velocidad de la luz. Creía que la relación entre masa en reposo y energía había demostrado que para acelerar un objeto a la velocidad de la luz se necesitaba energía infinita. Por lo tanto, si una partícula tiene una masa en reposo distinta de cero, es imposible que alcance la velocidad de la luz, y mucho menos la supere.
En los últimos años, muchos investigadores han planteado esta cuestión. Creen que la aceleración continua no puede alcanzar la velocidad de la luz, pero esto por sí solo no excluye la existencia de materia superluminal, que se produce por otros medios. Llamaron taquiones a las partículas que viajan más rápido que la velocidad de la luz e investigaron las posibles propiedades de tales entidades.
El argumento básico de que se debe estudiar la posibilidad de que haya taquiones es que la transformación de Lorentz es similar en forma para ambos casos donde la velocidad es mayor que la velocidad de la luz y menor que la velocidad de la luz, y la La transformación en sí no excluye la posibilidad de que existan taquiones.
Por supuesto, la similitud de las transformaciones no significa que las partículas y los taquiones tengan exactamente las mismas propiedades de rendimiento. Si observamos la relación entre la masa en reposo y la energía, encontramos que cuando la velocidad de la partícula v >; la cantidad en el denominador en c es un número imaginario. Por lo tanto, si la masa del taquión (refiriéndose aquí a la masa en reposo m0) es un número real, entonces su energía debería ser un número imaginario. De hecho, la gente considera la masa (en reposo) de las partículas de taquiones como un número imaginario, principalmente porque no se puede descartar tal elección en las observaciones. Quizás esta sea una forma negativa de decirlo, pero si no hacemos esta suposición, nos resultará más difícil avanzar, es decir, no habrá forma de hacer algunas predicciones sobre los posibles resultados del experimento.
Después de elegir la masa como un número imaginario, la energía e puede convertirse en un número real. Al mismo tiempo, es el siguiente
Como se muestra en la figura, el impulso es. también un número real.
Ahora, combinando la relación momento-energía
con la relación masa-energía, obtenemos
Cuando v se hace más grande, parece que e se hará más pequeño y la velocidad tiende a infinito cuando la energía se vuelve cero. Pero en este momento el impulso sigue siendo un valor finito y continúa acercándose al valor de |m0c|.
En este punto, simplemente nos estamos apartando de la ortodoxia de utilizar la masa como un número imaginario.
Se han realizado experimentos preliminares para explorar los taquiones, pero hasta el momento no se ha detectado ninguno. Sin embargo, es posible que algún día sean descubiertos.
Parece que los taquiones no pueden interactuar fácilmente con la materia ordinaria, lo cual es uno de sus defectos. Si no, es posible que ya los hayamos encontrado.
Comentario: El autor de este artículo cree que es negativo para las personas considerar la masa en reposo m0 del taquión como un número imaginario, ¡y parece ser por impotencia! Sin embargo, después de tomar la masa en reposo del taquión como un número imaginario, la masa en movimiento m, la energía y el momento del taquión son todos números reales, por lo que el taquión se comporta igual que la materia ordinaria. Por lo tanto, se puede concluir que el taquión. puede ser detectado. Según esta teoría, no podemos entender por qué no se pueden detectar los taquiones. Sólo podemos lamentar que "los taquiones no interactúan fácilmente con la materia ordinaria; esta es una de sus desventajas". uno. Cuando las personas comprendan verdaderamente los taquiones, descubrirán que nos proporcionan un mundo más rico y más vívido, lo que nos permitirá comprender fenómenos misteriosos que antes eran incomprensibles, lo que permitirá a las personas realizar mejor su potencial.
3. En "El volumen de física misteriosa de los diez mil mundos" escrito por Xu Keming y Zhen Yin Chang, "¿Es la velocidad de la luz el límite de la velocidad de la materia?"
La teoría de la relatividad señala claramente que la velocidad de cualquier objeto (partícula) es siempre menor que C y, como máximo, igual a C. Este resultado teórico ha sido confirmado por una gran cantidad de experimentos. Pero en algunos problemas, también puede ocurrir la velocidad de la luz. Esta situación aparentemente contradictoria puede unificarse analizando más a fondo el concepto de velocidad.
Esto se debe a que la teoría especial de la relatividad sólo limita la velocidad del movimiento material, o la velocidad de propagación de señales y transmisión de acciones. No hay límite para ninguna velocidad que exceda la velocidad de la luz. Por tanto, no se puede descartar la posibilidad de la existencia de taquiones en la naturaleza. Llamamos "lentas" a las partículas que son más lentas que la velocidad de la luz y "rápidas" a las partículas que son más rápidas que la velocidad de la luz. Las partículas en la naturaleza se pueden dividir en tres categorías: partículas lentas, fotones y partículas rápidas. En los últimos años, algunas personas los han dividido en tres categorías según el tamaño de su masa estática: desaceleración M02 > 0, fotón m02 = 0 y taquión m02
Comentario: Similar al punto de vista anterior , es una perspectiva sexual representativa.
4. Tian Daojun de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanjing enumeró los posibles principios de potencia de los platillos voladores en "Una revisión y perspectiva de la investigación del sistema de energía OVNI", uno de los cuales es:
Principio de masa virtual Según la teoría especial de la relatividad de Einstein, si la masa en reposo de un objeto es m0, la relación entre su masa en movimiento M y su velocidad V es
Cuando la velocidad subluz es 0 < v < c , hay M0
Comentario: v & gt Cuando C se aplica directamente a la relación masa-velocidad de Einstein, la masa resultante no sólo es imaginaria, sino también negativa. El maestro Tian no dio ninguna explicación sobre esto, lo cual es indeseable. En 1973, los científicos australianos descubrieron a través de continuas observaciones e investigaciones que efectivamente hay partículas que se mueven más rápido que la velocidad de la luz, pero esto no ha sido reconocido por la gente. Probablemente sea uno de los fenómenos pseudosuperluminales que se presentan a continuación.
5. Una introducción más completa al problema de la velocidad de la superluz:
La teoría de la relatividad y la velocidad de la superluz Este artículo está compilado a partir de (compilado por las preguntas frecuentes sobre la relatividad. Philip Gibsonio
La gente está interesada en la velocidad superluminal, que generalmente se refiere a la transmisión de energía o información más rápida que la luz. Según la teoría especial de la relatividad, los viajes superligeros y la comunicación superligera. Este sentido es generalmente imposible. La mayoría de los debates actuales sobre la velocidad de la superluz son, algunos. La velocidad de las cosas puede exceder la velocidad de la luz, pero no se puede utilizar para transmitir energía o información. Descartar por completo la posibilidad de una verdadera velocidad superluminosa.
Analicemos primero el primer caso: no es superluminal en el verdadero sentido.
(1) La velocidad de la luz en. El efecto Cherenkov en el medio es menor que la velocidad de la luz en el vacío. En este caso, la velocidad de la luz en el medio puede exceder la velocidad de la radiación, que es el efecto Cherenkov. la luz. La verdadera velocidad de la luz se refiere a exceder la velocidad de la luz en el vacío.
(2) El tercer observador, si A se mueve hacia el este a una velocidad de 0,6c con respecto a C, y B se mueve. hacia el oeste a una velocidad de 0,6c con respecto a C.. Para C, la distancia entre A y B aumenta a una velocidad de 1,2c, esta "velocidad" - La velocidad de dos objetos en movimiento con respecto a un tercer observador - puede exceder la velocidad de la luz. Pero la velocidad de dos objetos en movimiento entre sí no excederá la velocidad de la luz. En este ejemplo, la velocidad de B en el sistema de coordenadas de A es 0,88c. también es 0.88c
(3) Si la sombra y el punto de luz sacuden su mano bajo la luz, encontrará que la sombra es más rápida que la mano. La proporción de las velocidades de agitación es igual a. relación de su distancia a la luz Si agita una linterna hacia la luna, es fácil hacer que el punto de luz que cae sobre la luna se mueva más rápido que la velocidad de la luz. Desafortunadamente, la información no se puede comparar con la luz de esta manera. Propagar más rápido.
(4) Cuando un cuerpo rígido golpea un extremo de un palo, ¿la vibración se transmitirá inmediatamente al otro extremo? Los cuerpos rígidos ideales no existen. Las vibraciones se propagan en el palo a la velocidad del sonido, lo que en última instancia es el resultado de efectos electromagnéticos y no puede exceder la velocidad de la luz. Un problema interesante es cuando se sostiene el extremo superior de un palo verticalmente. suéltelo repentinamente, ¿el extremo superior del palo comienza a caer primero o el extremo inferior del palo?)
(5) Velocidad de fase La velocidad de fase de la luz en el medio puede exceder la velocidad de Luz en el vacío en algunas bandas de frecuencia. La velocidad de fase se refiere a la "velocidad de propagación" correspondiente al desfase de una onda sinusoidal continua (suponiendo que la señal se propaga durante mucho tiempo y alcanza un estado estable) después de propagarse una cierta distancia en el medio. Evidentemente, una simple onda sinusoidal no puede transmitir información. Para transmitir información, es necesario modular paquetes de ondas que varían lentamente en una onda sinusoidal. La velocidad de propagación de este paquete de ondas se llama velocidad de grupo y es menor que la velocidad de la luz.
(Nota del traductor: la investigación de Sommerfeld y Brillouin sobre la propagación de pulsos en los medios demostró que la velocidad de propagación de una señal con un tiempo de inicio [0 antes de cierto momento] en el medio no puede exceder la velocidad de la luz).
(6) Galaxias superligeras La velocidad aparente de las galaxias que se acercan a nosotros puede superar la velocidad de la luz. Esto es una ilusión porque la disminución del tiempo desde la galaxia hasta nosotros no está corregida (?).
(7) Cohete Relativista Cuando la gente en la Tierra ve el cohete alejándose a una velocidad de 0,8c, el reloj del cohete es más lento que el de la Tierra, que es 0,6 veces el reloj de la Tierra. . Si divides la distancia recorrida por el cohete por el tiempo en el cohete, obtendrás la "velocidad" de 4/3 C. Por lo tanto, la persona en el cohete se mueve a una velocidad "equivalente" a la velocidad de la luz. Para las personas que viajan en el cohete, el tiempo no se ha ralentizado, pero la distancia entre galaxias se ha reducido a 0,6 veces, por lo que también sienten que se mueven a una velocidad equivalente a 4/3 C. El problema aquí es que un sistema de coordenadas que divide la distancia en el tiempo en otro sistema de coordenadas te da un número que no es la velocidad real.
(8) Velocidad de propagación de la gravedad Algunas personas piensan que la velocidad de propagación de la gravedad supera la velocidad de la luz. De hecho, la gravedad viaja a la velocidad de la luz.
(9) EPR Paradox 1935 Einstein, Podolsky y Rosen publicaron un experimento ideal que demostraba lo incompleto de la mecánica cuántica. Creen que existe un efecto de distancia evidente al medir dos partículas separadas en un estado entrelazado. Ebhard demostró que es imposible utilizar este efecto para transmitir información, por lo que no existe una comunicación más rápida que la luz. Pero todavía hay controversia sobre la paradoja del EPR.
(10) Partículas virtuales En la teoría cuántica de campos, la fuerza se transmite a través de partículas virtuales. Debido a la incertidumbre de Heisenberg, estas partículas virtuales pueden viajar más rápido que la luz, pero son sólo símbolos matemáticos y los viajes o las comunicaciones más rápidos que la luz aún no existen.
(11) Túnel cuántico El túnel cuántico es el efecto de las partículas que escapan de una barrera de potencial superior a su propia energía, algo imposible en la física clásica. Calcule el tiempo que le toma a la partícula viajar a través del túnel y encontrará que la velocidad de la partícula excede la velocidad de la luz. Un grupo de físicos utilizó el efecto túnel cuántico para realizar experimentos sobre la comunicación superlumínica: afirmaron que la Sinfonía nº 40 de Mozart se transmitía a través de una barrera de 11,4 cm de ancho a una velocidad de 4,7c. . La mayoría de los físicos creen que es imposible utilizar este efecto cuántico para transmitir información más rápido que la luz debido a la incertidumbre de Heisenberg. Si este efecto se cumple, será posible utilizar dispositivos similares para transmitir información al pasado en un sistema de coordenadas en movimiento de alta velocidad.
Tao Zhexuan cree que el experimento anterior no es convincente. Una señal tarda menos de 0,4 nanosegundos en recorrer una distancia de 11,4 cm a la velocidad de la luz, pero una simple extrapolación puede predecir una señal acústica de 1.000 nanosegundos. Por lo tanto, se necesitan experimentos con comunicaciones más rápidas que la luz o señales aleatorias de alta frecuencia a distancias más largas.
(12) Efecto Hashemi Cuando dos placas conductoras descargadas están muy juntas, habrá una fuerza débil pero aún mensurable entre ellas. Este es el efecto Casimir. El efecto Casimir es causado por la energía del vacío. Los cálculos de Scharnhorst demostraron que el fotón que se mueve lateralmente entre las dos placas de metal debe ser ligeramente más rápido que la velocidad de la luz. Sin embargo, investigaciones teóricas posteriores muestran que es imposible utilizar este efecto para una comunicación más rápida que la luz.
(13) El teorema de expansión cósmica de Hubble establece que las galaxias a una distancia D se separan a una velocidad HD. h es una constante independiente de la galaxia llamada constante de Hubble. Las galaxias que están lo suficientemente lejos pueden separarse entre sí a velocidades que exceden la velocidad de la luz, pero esta es la velocidad de separación en relación con un tercer observador.
¡La luna me orbita a más velocidad que la luz! Cuando la Luna está sobre el horizonte, suponiendo que giramos a una velocidad de media revolución por segundo, debido a que la Luna está a 385.000 kilómetros de nosotros, la velocidad de rotación de la aparición de la Luna ante nosotros es de 1,21.000 kilómetros por segundo, que es ¡aproximadamente 4 veces la velocidad de la luz! Esto suena ridículo porque en realidad estamos girando nosotros mismos, pero decimos que la luna gira a nuestro alrededor. Pero según la relatividad general, cualquier sistema de coordenadas, incluidos los sistemas de coordenadas giratorios, servirá. ¿No es esta la luna moviéndose a la velocidad de la luz?
El problema es que en la relatividad general las velocidades en diferentes lugares no se pueden comparar directamente. La velocidad de la Luna sólo puede compararse con la de otros objetos en su marco inercial local.
De hecho, el concepto de velocidad no es de mucha utilidad en la relatividad general, donde es difícil definir qué es la "velocidad superluminal". En la teoría general de la relatividad, incluso la "velocidad constante de la luz" necesita explicación. El propio Einstein dijo en la página 76 de "La Teoría de la Relatividad": "La velocidad de la luz es constante" en las teorías especiales y generales no siempre es correcta. Sin definiciones absolutas de tiempo y distancia, no está tan claro cómo determinar la velocidad.
A pesar de esto, la física moderna cree que la velocidad de la luz en la relatividad general sigue siendo constante. Se define como un axioma evidente que la velocidad de la luz es constante cuando las unidades de distancia y tiempo están unidas por la velocidad de la luz. En el ejemplo anterior, la velocidad de la Luna sigue siendo menor que la velocidad de la luz porque en cualquier momento se encuentra dentro del cono de luz futuro de su ubicación actual.
(15) Aclarar la definición de velocidad superligera. Un punto en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones representa un "evento", es decir, tres coordenadas espaciales más una coordenada de tiempo. La distancia espacio-temporal se puede definir como la distancia entre dos "eventos" cualesquiera como el cuadrado de la distancia espacial entre los dos eventos menos la raíz cuadrada del producto de su intervalo de tiempo y la velocidad de la luz. La teoría especial de la relatividad demuestra que esta distancia espacio-temporal no tiene nada que ver con el sistema de coordenadas, por lo que tiene significado físico.
La distancia espacio-temporal se puede dividir en tres categorías: distancia similar al tiempo: el intervalo espacial es menor que el producto del intervalo de tiempo por la velocidad de la luz; distancia similar al tiempo: el intervalo espacial es; igual al producto del intervalo de tiempo por la velocidad de la luz