Si un objeto se mueve más rápido que la velocidad de la luz, ¿puedo verlo? ¿Por qué?
De hecho, es posible que puedas verlo cuando pase justo por tu lado. Pero cuando un objeto se mueve en tu dirección más rápido que la velocidad de la luz, ¡no puedes verlo incluso si está dentro de tu línea de visión! Suponiendo que el objeto viaja más rápido que la velocidad de la luz, entonces el tiempo entre el momento en que el objeto refleja la luz y el momento en que los ojos la reciben es el retraso. En este punto, el objeto se acercará a usted antes que la luz reflejada, y la luz reflejada sólo llegará a sus ojos cuando el objeto pase a su lado. Cuando un objeto pasa junto a ti, permaneces invisible hasta que recibes la luz reflejada por él dentro de un cierto período de tiempo. En la vida real, si hay un objeto en movimiento a tan alta velocidad, puede dejar una imagen borrosa de color rojo azulado debido al tiempo limitado de procesamiento de nuestro cerebro. El cambio súper instantáneo de la luz azul-roja que se ve aquí se debe al cambio Doppler. Esto se explica a continuación.
El movimiento de la fuente de luz provoca un cambio de longitud de onda
Cuando un objeto pasa o simplemente pasa por su línea de visión, primero verá una luz desplazada hacia el azul que se acerca a usted (esto se debe a la convergencia o acortamiento de las longitudes de onda, lo que hace que la frecuencia de la luz aumente con el aumento de la longitud de onda, lo que está relacionado con el desplazamiento Doppler hacia el azul del objeto que se acerca. Luego se ve la luz desplazada hacia el rojo que emana del objeto (debido al estiramiento de la longitud de onda, lo que provoca). la frecuencia de la luz disminuye a medida que la frecuencia de la luz disminuye (lo que crea un desplazamiento Doppler hacia el rojo para objetos distantes) a medida que se aleja de usted hacia su ubicación, y también provoca un desplazamiento entre las dos ¡Las imágenes divididas aparecen en ambas direcciones! La imagen se volverá borrosa.
El efecto Doppler del flujo de agua alrededor de un cisne
Una forma más sencilla de decirlo es que verás una luz desplazada hacia el azul proveniente del objeto y una luz desplazada hacia el rojo que sale del mismo. El objeto será El paso crea una imagen dividida en la dirección opuesta (esta es mi expresión literaria: no te vi pasar, pero eras azul y rojo en la imagen dividida, ¿por qué? ¿Cómo sucede esto? ) Esta situación es similar a una situación menos complicada: cuando un avión supersónico pasa a tu lado, no puedes escuchar su sonido, pero después de que pasa, escuchas su rugido, hay un retraso en la propagación del sonido sexual;
Sin embargo, la situación con la luz es mucho más complicada, como se muestra en la imagen superior. Curiosamente, si no ves un objeto acercándose a ti a una velocidad mayor que la velocidad de la luz (no estás prestando atención a la distancia, también te pierdes el desplazamiento hacia el azul), una vez que el objeto te pase, es posible que primero veas el extremo trasero del objeto, y luego solo ves el extremo frontal del objeto, porque la luz cercana a ti se acercará a ti antes que la luz lejana. En teoría, cuanto más rápido viaje un objeto más allá de la velocidad de la luz, más tardará en pasar por delante. Si no ve la luz retardada que se acerca al objeto, primero verá la luz desplazada al rojo detrás del objeto (más cerca de usted) y luego la luz desplazada al rojo frente al objeto (un poco más lejos), y el objeto puede aparecen estirados, porque la luz tarda más en llegar a los ojos y al cerebro.
El mismo fenómeno ocurrirá con hipotéticas partículas de taquiones. Los taquiones son partículas o materia que se mueven más rápido que la velocidad de la luz, pero aún no estamos seguros de si tales partículas existen. Cuando la velocidad relativista de un objeto es muy cercana a la velocidad de la luz, el fenómeno anterior es diferente del efecto de escala de Einstein-Lorentz en la dirección del desplazamiento. Pero tenga en cuenta que esto no es lo mismo.
Sin embargo, aquí hay un caso especial. La luz se ralentiza a menos que la velocidad de la luz cuando pasa a través de un medio, y aquellas partículas de alta energía de los reactores nucleares (como los neutrinos) del espacio exterior o del interior del reactor pueden alcanzar o aproximarse a velocidades al pasar por el mismo medio ( como el agua) La velocidad de la luz, que es mayor que la velocidad de la luz que viaja a través de dichos medios. ¿Qué pasa entonces? Un retraso similar se produce en el siguiente haz de luz emitido por estas partículas, que se encuentra en el espectro azul y, por tanto, en el color azul del tanque de agua de un reactor nuclear.
Se trata de un tipo de luz conocida como "radiación Cherenkov". ¿Radiación Cherenkov? Lleva el nombre del gran físico ruso Cherenkov. Cherenkov también ganó el Premio Nobel de Física en 1958 por su descubrimiento de este fenómeno. La radiación de Cherenkov fue la base para la detección en 1987 de neutrinos que regresaban del espacio exterior.
Si no hubiéramos descubierto en 1987 que los neutrinos también tienen una masa diminuta, podríamos haber pensado que hasta ahora no tenían masa.
El descubrimiento de la diminuta masa de los neutrinos también nos valió otro Premio Nobel de Física en 1988. Ahora, discutiré algunas otras cosas relacionadas con los neutrinos que plantean una idea y una posibilidad interesante. En observaciones realizadas en 1987, muchos científicos descubrieron que ciertos tipos de neutrinos se comportan como partículas sin masa, como los fotones. Aunque estos neutrinos tienen una masa pequeña, pueden volar a la velocidad de la luz (según la teoría especial de la relatividad, los neutrinos vuelan extremadamente rápido, cerca de la velocidad de la luz, pero no pueden alcanzar ni superar la velocidad de la luz). Este es un punto ciego en el estudio de la física de partículas y la física relativista, y nadie ha pensado en hacer nada en esta área para explicar este problema.
Pero ¿cómo es posible eso cuando se trata de material de calidad? ¿Qué sucede con la transición de neutrinos sin violar la teoría especial de la relatividad de Einstein? ¿Sin estatus de calidad? ¿Se puede hacer? Hasta donde puedo decir, la respuesta proviene de la propia relatividad especial y de las ecuaciones masa-energía de Einstein. Según la ecuación masa-energía de Einstein, durante el largo viaje interestelar, es probable que los neutrinos se conviertan en formas de energía que se comportan más como "partículas sin masa". Como supuse fotón. Todavía no sabemos cómo las partículas de masa muy pequeña se convierten naturalmente en energía y se comportan como fotones, partículas sin masa, y cómo y cuándo saben hacerlo, o cómo se programan naturalmente para comportarse cuando sea necesario. Suponiendo que esto sea lo que sucede y que parezca ser un mecanismo impulsor natural, entonces las partículas con masas muy pequeñas pueden convertirse en energía según la ecuación masa-energía y así comportarse como fotones. Partículas y fotones sin masa.
Ya en 2017, escribí sobre esta posibilidad desde una perspectiva científica, intuitiva y razonable en muchos artículos. Estos artículos no se beneficiaron de ninguna información ni datos. Recientemente, descubrí otra que llamo esto posible. transformación basada en las necesidades" (mis palabras). (mis palabras) también se considera similar en algunos círculos científicos, pero ¿"comprender la necesidad" y "activar la operación de esta transformación" aún no están claros? En este caso, los neutrinos y otras partículas con comportamiento similar deberían poder realizar conversiones entre masa y energía porque son conversiones equivalentes. Parece haber un aire de misterio en torno a estas ideas. Creo que se puede decir con seguridad que la naturaleza le presta atención y también es transferible en sus patrones, principios y actividades, y a medida que pase el tiempo se acumulará más evidencia que aclarará esto.
Conocimientos relacionados
La velocidad de la luz en el vacío (normalmente representada por c) es una constante física universal muy importante en muchos campos de la física. Su valor preciso se define como 299792458 m/s (aproximadamente equivalente a 300.000 km/s o 186.000 mi/s. Es preciso porque, según un acuerdo internacional, "metro" se define como longitud. "Un metro" se define como la longitud del camino de la luz que viaja en el vacío en un intervalo de tiempo de 1/299792458 segundos. Según la teoría especial de la relatividad, c suele ser el límite superior de la velocidad de las cosas y la información.
Aunque esto. Velocidad generalmente significa la velocidad de la luz, pero también es la velocidad a la que todas las partículas sin masa y las ondas de campo (incluidas la radiación electromagnética y las ondas gravitacionales) se mueven en el vacío, independientemente de su fuente o del marco de referencia inercial del observador (la velocidad). de luz en el vacío). Las partículas con masa en reposo distinta de cero pueden moverse a una velocidad cercana a c, pero nunca pueden alcanzar esta velocidad. En la relatividad especial y general, c se utiliza para conectar el espacio y el tiempo. ecuación masa-energía E = mc2.