Duda velocidad de la luz

[Alex]

Siempre se me planteó esta duda, y donde mejor que en este foro para plantearla:

Se supone que para acelerar un objeto a la velocidad de la luz necesitamos una cantidad de energía infinita. …/… Naturalmente estaré cometiendo miles de errores, ¿alguien me lo podría explicar en que fallo? gracias...

He leído esto mismo en cientos de ocasiones y todavía me cuesta entenderlo,… aunque soy consciente de que cuando el rio suena.... pero… he echado cuentas y ¡nada… que no!... Y estas son las cuentas:

Imaginemos que soy capaz de producir una Fuerza de tan solo 100.000 N (o sea, cantidad finita) y la aplico a una partícula de 1 kg, por tanto obtendré una aceleración de:

[tex]a =\displaystyle{\frac{F}{m} = 100.000 \frac{m}{s^2}[/tex].

Entonces, mediante:

[tex]v = a.t \rightarrow t=\displaystyle{\frac{v}{a }\rightarrow\; t = 300.000.000/100.000 = 3.000 s[/tex]

Es decir en 3000 segundos (unas 5 horas) tenemos una particula de 1 kg a 300.000 km/s de velocidad sin necesitar una cantidad infinita de energía. Podemos seguir calculando la distancia que habrá recorrido en esas 5 horas:

[tex]e=\displaystyle{\frac{1}{2}at^2=50000\times 3000^2= 450.000.000 km[/tex]

La energía cinética de la partícula en ese momento es

[tex]E_{c}=\displaystyle{\frac{1}{2}m\times v^2 = 0,5\times 300.000.000^2= 4,5 \times10^{16}\; J[/tex]

Que debe coincidir con el trabajo realizado sobre la partícula, ya que ésta parte con Energía cinética inicial igual a cero. (Aquí se ha desestimado la fuerza de la gravedad, asi como el rozamiento y demás historias que para lo que nos ocupa, no vienen al caso…)

Entonces, no tenemos ningún problema, si nos atenemos a la física clásica de Galileo y Newton.

Por tanto el problema tiene que ser analizado en el marco de la Teoría de la Relatividad Especial (dejamos la gravedad en este caso, para no complicarnos la vida). En este caso las matemáticas se complican un poco, pero en general son muy entendibles)

Si partimos de las mismas premisas que en el caso anterior, tendremos:

[tex]F=\frac{dp}{dt}=\displaystyle{\frac{d(mv)}{dt}=m.a+v\frac{dm}{dt}[/tex]

Newton sacaría la masa fuera del operador “d” porque para él, es una constante, haría:

[tex]F=\frac{dp}{dt}=\displaystyle{\frac{d(mv)}{dt}=m\frac{dv}{dt}=ma[/tex]

Lo que se ha hecho es expresar la Fuerza, en términos de la “cantidad de movimiento”
p = m.v, ya que la masa es una constante para Newton (como hemos visto), pero no lo es para Einstein, por lo tanto la masa en relatividad debemos considerarla como una variable y “hay que derivarla” igual que se deriva otra variable cualquiera. (Se ha utilizado la regla de la cadena)

Yo creo que precisamente por esto, es por lo que se dice que la masa se “hace infinita”…y que hace falta una energía infinita, y repito, que cuando el rio suena… es porque lleva agua! Y justo esto es lo que no logro asimilar del todo, ni a que se debe, no se… a ver lo que opináis vosotros.

Bueno continuando con la Relatividad, teneis que aceptar un concepto sin explicarlo o demostrarlo, pero es cierto (palabrita del niño Jesús): El trabajo que realiza esta fuerza se expresa mediante:

[tex]dW=c^2dm[/tex]

por lo que sustituyendo en la ecuación primera, tenemos:

[tex]F=ma+\displaystyle{\frac{v}{c^2}\frac{dW}{dt}=ma+\displaystyle{\frac{v}{c^2}\frac{F.ds}{dt}=ma+v\frac{F.v}{c^2}[/tex]

Despejando (m.a) tenemos

[tex]ma=F-v\frac{F.v}{c^2}[/tex]

Y esta es la “madre del cordero”. Si hacemos que v tienda a c, al igualarse obtendríamos este resultado:

[tex]ma = 0[/tex]

Es decir, la FUERZA se anula en el momento que la velocidad de la particula se iguala a la velocidad de la luz, INDEPENDIENTEMENTE DE CUAL SEA EL VALOR DE LA MASA y en consecuencia es obvio que en ese momento la aceleración sea cero, si no hay fuerza no hay aceleración.

Esto es lo que creo SERIA LA RESPUESTA ADECUADA, porque la masa no es infinita. La calculamos para verlo mejor:

[tex]m=\displaystyle{\frac{m_0}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}[/tex]

Las matemáticas no nos dicen absolutamente nada en el supuesto de v = c ya que tendriamos una INDETERMINACIÓN, no hay forma de conocer la masa (en este caso), además que matemáticamente la división por cero esta prohibida y no se puede expecular con esto.

Pero podemos quedarnos un poco cortos y considerar que pasaría si la velocidad de la particula de 1 kg esta próxima a c pero no es c. Supongamos v = 0,99c. Tendriamos que m = 1/0,141067 = 7,1 kilos (un valor finito y nada desorbitado). Vemos que la particula podría acercarse a la velocidad de la luz, PERO NUNCA PODRA LLEGAR A IGUALARLA.

Ahora cabría una pregunta de inmediato: ¿Por qué se anula la Fuerza? y la única razón que yo veo, es que existe un Postulado que dice que la velocidad de la luz es absoluta, (es invariante para cualquier sistema inercial), cosa que no lo era para Newton, por tanto con Newton no tengo problemas para superar la velocidad de la luz y con Einstein, no es que los tenga, ¡es que no me deja!

Y no me deja porque ha puesto un tope a la velocidad de la luz que le confiere al espacio-tiempo ciertas propiedades reguladoras de ciertas leyes… Si yo considero velocidades muy inferiores a la de la luz (las velocidades cotidianas por ejemplo) si que me permite manejarme y además obtendría los mismos resultado que con Newton, pero en cuanto tratas de sacar los piés del plato,... ¡zas!

Perdonad por la paliza, pero es que vengo escuchando reiteradamente estas repuestas que hacían removerme en la silla, pero que conste una cosa, … me cuesta mucho trabajo ir en contracorriente, sobre todo cuando un 99,9% coinciden en otra cosa. Por eso me gustaría ver el razonamiento completo… porque yo lo he intentado, pero me es imposible llegar a esa conclusión de la infinitud de la masa que requeriría infinita energía y pienso que cuando se dice es porque debe existir una base que yo no conozco.

Por tanto yo le diría a VegaKing, que no se moleste en hacer esa noria gigantesca, aunque le resulte muy fácil construirla y disponga de toda la energía que quiera (y encima gratis), porque cuando el espaciotiempo se huela que te acercas a "c" te corta la luz y a a tomar viento el invento!

El error que cometes es por omisión: has olvidado que c es finita (y daría igual cual sea su magnitud). Neton, no lo sabía

P/D: Einstein lo tiene todo amarrado y bien amarrado.

Saludos!!

[VegaKing]

Nada de paliza Alex, lo he leido detenidamente y te doy las gracias ya que lo has dejado clarísimo. Lo de la Noria lo dejaré para más adelante jeje pues ahora no tengo presupuesto. En serio gracias por responderme, simplemente era una duda que tenía de tiempo pero la afrontaba desde una perspectiva Clásica.

Un saludo de Nacho.

[fulgor]

Lo que se aprende leyendo, impresionante.

[gualterio]

no fue newton, fue einstein, en la teoría especial de la relatividad

[Alex]

VegaKing

Según lo que yo entendí (que no tiene por que coincidir en nada de lo que el autor quiso expresar): Una partícula viaja del punto A al punto B por todos los caminos posibles y a la vez (me faltan emoticonos para expresar el grado de perplejidad que me causó leer esto), no se si esto es debido a que el principio de incertidumbre hace que impedimento físico de conocer posición y velocidad de la partícula hace que se crea que viaja por todos los caminos a la vez.

Vaya tela! Respondí un post tuyo sobre la imposibilidad de ir mas rápido que la luz, en este hilo y no en el que realmente correspondía (no se porque), y ahora me percato del equivoco.

La duda que tienes es de lo mas normal, porque la Física Cuántica no es nada intuitiva (es casi peor que la Relatividad), y hay que mirarla desde un punto de vista distinto al de la Física clásica, que es la única manera de lograr entender algo. Lo malo es que hay que romper con todo lo que suponga “determinismo” porque esto no es posible. Y aquí se puede entrar en un debate de gran alcance.

Yo solo quiero ponerte un ejemplo, para ver si lo puedes ver de otra manera.

Imaginate que tienes una moneda dispuesta en tu mano para ser lanzada al aire (pero todavía no la has lanzado). Antes de hacerlo, se suele preguntar ¿cara o cruz? Imagina también que esta pregunta se la haces a un “cuántico” (por ejemplo a Avicarlos! Saludos!). Cogerá papel y lapiz y con las condiciones iniciales que conoce y las variables de fuerzas, altura que estima va a alcanzar la moneda etc… se hace sus componendas y te dice: hay 0,60 de probabilidad que salga cara, un 0,39 que salga cruz y 0,01 que se quede de canto. Lo que está haciendo es darte una REALIDAD de la evolución del sistema (de la moneda). Esta REALIDAD, la ha calculado mediante la correspondiente ecuación de onda, pero no puede asegurarte cual va a ser el resultado CUANDO LO MIDAS, porque cuando lo mides COLAPSAS la ecuación, es decir terminas con la coherencia de la evolución prevista. No solo cuando lo midas, sino también en el momento de lanzar la moneda al aire.

Es decir cuando la moneda interacciona con otro sistema se pierde la coherencia de la función de onda que nos proporcionaba todos los estados posibles de la partícula (de la moneda). Por tanto aquí no cabe otra cosa que aceptar dos realidades: la de la ecuación de onda (todas las probabilidades del estado de la moneda) y una realidad final (o palpable, para entendernos) como es el resultado de una medición.

Cual es la REALIDAD?, pues unos dicen que si hay una REALIDAD, debe tener su ecuación de onda y es lógico que lo piensen asi: Si yo te doy TODAS las probabilidades de la REALIDAD, quiere decirse que te he dado la REALIDAD (la que tu quieres), aunque sea enmarañada o mezclada, y la buscada, tiene que tener una función de onda cuya solución particular sea la correcta.

Imaginate si esto sucede para una única partícula (moneda), que no sucederá si ahora lanzas 10 monedas al mismo tiempo, con interacciones (choques) entre ellas, choques que serán más probables cuanto mas tiempo esten en el aire ¿Cuántas caen cara, cruz o de canto? … Bueno pues aunque te parezca mentira, por ahí van los tiros de la física cuántica.

Cuando se dice que una partícula puede ir de A a B, la cuántica te dice TODOS los caminos posibles que tiene la partícula en A para llegar a B, pero no te dice cual de ellos toma, sino el mas probable, pero lo peor es que no lo puedes medir porque en ese momento la ecuación de onda colapsa, se pierde la coherencia del sistema. Entonces no esta mal dicho que la partícula toma todos los caminos porque lo que es evidente es que ha llegado de A a B. ¿podria haber tomado la suma de todos los caminos posibles? ¿se podrian añadir filtros para descartar algunos caminos posibles, según condiciones iniciales?... hay muchas preguntas
Claro está, que ahora las mentes mas lúcidas y atrevidas te sueltan frases como las que leiste. Y lo malo es que hasta son lógicas. Frases como “la situación del universo de hoy, es el resultado de que todas las partículas han seguido todos los caminos posibles hasta llegar a este estado actual de universo” ¿a la vez? …. ¿y porque no? O uno que sea la superposición de todos ellos? y dan lugar a propuestas mas atrevidas aún como el multiverso...

Hay experimentos sorprendentes que han sido comprobados y los cientificos no logran explicar mas que con esta idea: … Es como si las partículas conociesen de antemano que es lo que vamos a medir” se dicen: si un computador decide aleatoriamente que es lo que va a medir DESPUES de que la particula ya ha salido hacia su destino, ¿Cómo lo ha podido saber? ( a ver si en Google puedes mirar “experimento de la doble rendija RETARDADO” , quiero decir que no es el clásico)) En este experimento, se trata de comprobar si una particula tiene comportamiento de onda o de particula. Si el ordenador decide que va a medir el comportamiento de onda, la particula se comporta como una onda y si decide que quiere medir los impactos, la particula se comporta como particula y lo cojonudo es que el ordenador no dice lo que va a medir, hasta que la particula no ha sido emitida. (Bueno este experimento, lo lei hace tiempo y se me quedo grabado, pero ahora no lo encuentro, y en lo que te comento puede haber algunas subjetividades mias … ) –pero no exageradas…_

[Avicarlos]

Bravo Alex: Lo bordaste, y así lo veo yo también.

Lo único que tras tener que engullir la función de onda, que creo tampoco era partidario de ella Einstein, sí que tenemos que admitir que para el desarrollo de la nanotecnología, funciona.

Y efectivamente, a medida que ampliamos el ámbito del experimento, las circunstancias instantáneas, disponen de tal cantidad de variantes que no permiten cálculos sencillos.

Se dice que la materia a medida que aumenta tamaño, es más coherente, mientras que en cuántica es fácil la decoherencia.

Saludos de Avicarlos.

[Tracer]

Gracias por esas respuestas... sin duda crean muchas mas dudas... a mentes mas preclaras que la mia, la mia se da por respondida, y de hecho tendre que buscar un diccionario cientifico ... impresionante.

[VegaKing]

Lo mismo digo, gracias por las respuestas!!

[nuwanda]

Alguien tiene conocimiento de esto? Lo leí hace poco en la Vanguardia y me dejo pensando.

La teoría del desdoblamiento del tiempo permitió explicar la llegada al cinturón de Kuiper de planetoides que están en el origen de explosiones solares de envergadura, pero Garnier va mucho más allá y nos cuenta que esa ley es aplicable a nuestra vida: "Tenemos un cuerpo muy bien hecho que nos permite proyectarnos en el porvenir: ir a ver el futuro, arreglarlo y volver para vivirlo. Y es durante la noche cuando tenemos la capacidad de arreglar ese futuro que hemos construido durante el día. Podemos ver los peligros antes de vivirlos por medio de la intuición, y borrarlos". Expuso su teoría (explicada en Cambia tu futuro por las aperturas temporales)en la librería Épsilon de Barcelona.

Jean-Pierre Garnier Malet, padre de la teoría del desdoblamiento del tiempo

Entrevista:
Tenemos dos tiempos diferentes al mismo tiempo: un segundo en un tiempo consciente y miles de millones de segundos en otro tiempo imperceptible en el que podemos hacer cosas cuya experiencia pasamos luego al tiempo consciente.

¿Y todo eso sin enterarnos?

Exacto. Tengo una síntesis instantánea de un análisis que he realizado en otro tiempo aunque no tenga la memoria de ello.

¿Así funciona el tiempo?

Sí, en cada instante presente tengo un tiempo imperceptible en el cual fabrico un futuro potencial, lo memorizo y en mi tiempo real lo realizo.

¿?

Tenemos la sensación de percibir un tiempo continuo. Sin embargo, tal como demuestran los diagnósticos por imágenes, en nuestro cerebro se imprimen solamente imágenes intermitentes. Entre dos instantes perceptibles siempre hay un instante imperceptible.

¿Como en el cine, que sólo vemos 24 imágenes por segundo?

Sí, la número 25 no la vemos, es subliminal. En publicidad se ha utilizado ese tipo de imágenes para influir con éxito en nuestro comportamiento, lo que ha mostrado que lo subliminal es accesible a nuestra memoria. El desdoblamiento del tiempo ha sido probado científicamente y la teoría ha dado justificaciones a escala de partículas y a escala de sistema solar.

Tenía entendido que las leyes de la cuántica no se aplicaban a las cosas grandes.

El fenómeno del desdoblamiento del tiempo nos da como resultado el hombre que vive en el tiempo real y en el cuántico, un tiempo imperceptible con varios estados potenciales: memoriza el mejor y se lo transmite al que vive en el tiempo real.

¿Nuestro otro yo cuántico crea nuestra realidad?

Podríamos decir que entre el yo consciente y el yo cuántico se da un intercambio de información que nos permite anticipar el presente a través de la memoria del futuro. En física se llama hiperincursión y está perfectamente demostrada.

¿Estoy desdoblada como la partícula?

Sí. Y sabemos que, si tenemos dos partículas desdobladas, ambas tienen la misma información al mismo tiempo, porque los intercambios de energía de información utilizan velocidades superiores a la velocidad de la luz. ¿Conoce el principio de los gemelos de Langevin?

No.

En los años 20, Paul Langevin demostró que si un gemelo viajaba a la velocidad de la luz, envejecía menos que el que se quedaba quieto. A Langevin no le creyeron. Hubo que esperar 50 años: en 1970, gracias a los relojes atómicos, se comprobó esa ley.

Entonces, en ese tiempo imperceptible pasó mucho tiempo.

Exacto: si puedo viajar a velocidades prodigiosas, un microsegundo se convierte en un día entero. Cuando regreso, no sé si me he ido, puesto que he estado ausente un microsegundo.

Estupenda propiedad, ¿pero quién es el que viaja?, ¿yo?

Existe otra propiedad conocida en física: la dualidad de la materia; es decir, una partícula es a la vez corpuscular (cuerpo) y ondulatoria (energía). Somos a la vez cuerpo y energía, capaces de ir a buscar informaciones a velocidades ondulatorias.

¿Y cómo asimilamos esa información?

En el sueño paradoxal, cuando estamos más profundamente dormidos y tenemos nuestra máxima actividad cerebral, se da el intercambio entre el cuerpo energético y el corpuscular. Y es ese intercambio el que le permite arreglar el futuro que ha creado durante el día, lo que hace que al día siguiente su memoria esté transformada.

Vaya.

El intercambio se realiza a través del agua del cuerpo. Ese intercambio de información permanente es el que crea el instinto de supervivencia y la intuición.

¿Fabricamos potenciales por medio de nuestro pensamiento?

Así es. Si por ejemplo pienso en una catástrofe, ese potencial ya se inscribe en el futuro y puede sufrirla usted u otro. De manera que la conclusión es: "No pienses en hacer a los demás lo que no quisieras que los demás pensaran en hacerte a ti". No es una ley moral ni filosófica, es una ley física.

Es difícil controlar el pensamiento.

De día, mucho; pero justo antes de quedarnos dormidos tenemos un minuto, y basta con que durante ese minuto controlemos: esa es la manera de conectar con esa parte energética, llamémosla el doble, para pedirle que solucione los problemas.

¿Es como una oración?

No: es una relación, y hay que dejar totalmente las riendas al otro; las noches están para eso. La noche no sólo permite borrar potenciales no deseados, sino que también nos guía los pensamientos del día siguiente.

[VegaKing]

A mí me suena a pseudo-ciencia