Desde la perspectiva de la luz, ¿el tiempo se detiene?
Según el efecto de lentitud del reloj de la relatividad especial, cuanto más rápida es la velocidad, más lento es el tiempo. Mucha gente piensa que cuando la velocidad alcance la velocidad de la luz, el tiempo se detendrá. De hecho, desde la perspectiva de la luz, el tiempo no está congelado porque la luz no tiene ángulos. No existe un marco de referencia para la velocidad de la luz que pueda mantenerla en reposo. Ésta es la base de la teoría especial de la relatividad de Einstein, que ha sido confirmada por numerosos experimentos durante los últimos cien años. Todo el marco de la relatividad especial se basa en dos supuestos básicos: (1) las leyes de la física permanecen sin cambios en todos los sistemas de referencia inerciales (2) la velocidad de la luz en el vacío permanece sin cambios en todos los sistemas de referencia inerciales;
Si existe el llamado sistema de referencia de la velocidad de la luz en el que la luz está en reposo, esto viola el segundo supuesto básico de la relatividad especial, porque en diferentes sistemas de referencia la velocidad de la luz será diferente. es decir, la velocidad de la luz es c en algunos sistemas de referencia y es cero en el sistema de referencia estático de la velocidad de la luz. Si se abandona el supuesto 2, entonces se abandona toda la teoría de la relatividad especial, porque la relatividad especial se deriva de estos dos supuestos, y uno es indispensable.
Algunas personas preguntan: "¿Qué pasa si asumimos que la luz tiene un marco de referencia?". Esta pregunta sólo conduce a respuestas sin sentido. Una vez que se hace esta suposición, se descarta toda la teoría especial de la relatividad. En todos los sistemas de referencia reales, la luz viaja a través del tiempo y el espacio de forma normal y su velocidad siempre permanece c.
Efecto de contracción de longitud
La teoría especial de la relatividad nos dice que, en comparación con un observador estacionario, la dimensión espacial de un sistema de referencia en movimiento en la dirección del movimiento se acorta y su tiempo dimensión También se desaceleró relativamente. Estos efectos se denominan "contracción de longitud" y "dilatación del tiempo", respectivamente.
En la Tierra, no notamos estos efectos en nuestra vida diaria porque nos movemos demasiado lento. Sólo cuando las velocidades se acercan a la velocidad de la luz se hacen evidentes la contracción de la longitud y la dilatación del tiempo. La velocidad de la luz es muy rápida, unos 300.000 kilómetros por segundo, mucho más rápida de lo que cualquier ser humano puede experimentar en relación con un observador estacionario. Tenga en cuenta que los efectos de desaceleración del telescopio y del reloj son sólo "relativos a un observador estacionario", si son relativos al propio marco de referencia en movimiento, no hay contracción de longitud ni dilatación del tiempo.
En una nave espacial a toda velocidad, un astronauta no ve su regla acortada ni su reloj ralentizado. En cambio, fueron las personas en tierra quienes vieron que la regla de la nave espacial se acortaba y el reloj avanzaba más lento. Tenga en cuenta que no hay nada malo con el reloj y la regla. En relación con un observador estacionario, el espacio mismo se acorta y el tiempo se ralentiza. Estos interesantes efectos, que han sido verificados muchas veces, se derivan de los dos supuestos básicos mencionados anteriormente.
Efecto de dilatación del tiempo
Las matemáticas de la relatividad especial nos dicen que cuando un sistema de referencia se mueve a una velocidad creciente en relación con un observador estacionario, su espacio Las contracciones se harán cada vez más pequeñas. y el tiempo se vuelve cada vez más lento. En el caso extremo, cuando su velocidad alcanza la velocidad de la luz en el vacío, su espacio se contrae completamente hasta alcanzar un ancho cero y el tiempo se desacelera hasta detenerse por completo. Algunas personas interpretan este límite matemático en el sentido de que la luz que viaja a la velocidad de la luz no tiene tiempo porque el tiempo está congelado.
Pero esta comprensión es errónea. Este comportamiento extremo sólo nos dice que no existe un sistema de referencia de la velocidad de la luz. No existe un sistema de referencia plástico con un ancho de espacio completamente cero y un lapso de tiempo completamente cero. Si una entidad que intentamos describir tiene dimensiones cero tanto en el tiempo como en el espacio, entonces no podemos decir que la entidad existe de manera significativa. A la velocidad de la luz o la velocidad de la superluz, el tiempo y el espacio no existen. Por lo tanto, la velocidad que se acerca al límite de c simplemente reitera dos supuestos.
Dado que no existe un marco de referencia válido para la velocidad de la luz en el vacío, un objeto con masa nunca podrá alcanzar la velocidad de la luz. Si se alcanza la velocidad de la luz, entonces este objeto masivo que definitivamente existe saltará a un sistema de referencia que no existe, y esto no es razonable. En realidad, un objeto masivo puede volverse cada vez más rápido, acercándose cada vez más a la velocidad de la luz c, pero nunca alcanzar la velocidad de la luz.
La velocidad más rápida alcanzada hasta ahora por el hombre es 99,9999995 la velocidad de la luz. El acelerador lineal de Stanford sólo puede acelerar electrones con masas extremadamente pequeñas hasta este punto. Para mover una partícula subatómica tan cerca de la velocidad de la luz se necesitaría más energía eléctrica que una ciudad. La relatividad especial también nos dice que cuanto más cerca está un objeto de la velocidad de la luz, más energía se necesita para acelerarlo aún más. A medida que un objeto se acerca a la velocidad de la luz, la cantidad de energía necesaria para acelerarlo aumenta rápidamente, lo que significa que se requiere una cantidad infinita de energía para acelerar un objeto masivo a la velocidad de la luz en el vacío.