Es Posible Superar La Velocidad De La Luz?

posible superar la velocidad de la luz?

Nada viaja más rápido que la luz con la posible excepción de las malas noticias, que obedecen sus propias leyes especiales. Douglas Adams

Versión corregida de mayo de 2005. Cualquier comentario será bienvenido.

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El objetivo de este artículo es intentar dejar bien establecido que superar la velocidad de la luz es una cuestión más de semántica que de física, analizando varias propuestas teóricas y resultados experimentales que acaparan de vez en cuando cierta atención informativa en los medios de comunicación.

Desde el punto físico hay muy pocas dudas de que ningún objeto físico y ninguna información puedan trasladarse de un lugar a otro antes de lo que lo haría un rayo de luz siguiendo el mismo trayecto. La trasgresión de este principio básico violaría una simetría básica de la naturaleza lo suficientemente contrastada como para tomar cualquier afirmación de lo contrario con una fuerte dosis de escepticismo.

El hecho de que se afirme habitualmente que no es posible superar la velocidad de la luz, se basa en dos consideraciones que tienen como punto de partida la Relatividad Especial, una teoría cuyo contraste experimental es realmente abrumador (Siegmar Schleif 1998): una primera consideración bastante sólida desde el punto de vista de la física (el argumento energético) y otro argumento mucho más discutible (el argumento del viaje al pasado):

1. El argumento energético tiene como base la más famosa de las ecuaciones de la física E = m c2 (E es la energía, m la masa y c la velocidad de la luz). La masa m es una cantidad que aumenta con la velocidad v de la forma

m = m0 (1 - v2/c2)-1/2

siendo m0 la masa en reposo del objeto (*). Esto deja claro que incluso aproximarse a la velocidad de la luz requiere de cantidades inmensas de energía.

2. El argumento del viaje al pasado. Para cualquier objeto que se mueva a una velocidad superor a la de la luz, siempre es posible encontrar a un observador inercial que lo vea viajar al pasado, lo que se considera habitualmente como absurdo debido a lo que se conoce con el término general de Paradoja del Abuelo: si uno viaja al pasado y mata a un ancestro parece crear un problema en el orden causal de los acontecimientos. El lector interesado en este punto debería acudir a Thorne (1994) , Baez y colaboradores (1992-98), Hinson (1995) ,Scientific American Ask the Expert

¿Se puede superar la velocidad de la luz?

Según Einstein el limite de toda velocidad del universo sin importar su especie y origen,

tomando esto en cuenta hipotéticamente hablando que pasaría si una partícula lograra moverse mas allá de los limites físicos de velocidad, que pasaría con su espacio alrededor,que pasaría con el tiempo, que pasaria con la particula????

Según los últimos avances, la velocidad de la luz no puede ser superada, puesto que por las propiedades del espacio-tiempo, al acercarse a la velocidad de la luz, el tiempo se alarga impidiendo que se llegue al 100% de la velocidad.

Si uno fuera en un tren al 99% de la velocidad de la luz, sentiríamos que el tiempo pasa en cámara lenta, y viviríamos menos tiempo en mas tiempo, osea nosotros sentiríamos una hora, pero en realidad pasaron 10 horas en el exterior del tren.

Gato de Schrödinger

Gato de Schrödinger: un gato, junto con un matraz que contiene un veneno y una fuente radiactiva, se coloca en una caja sellada. Si un contador Geiger detecta la radiación, el frasco se rompe, liberando el veneno que mata al gato. La interpretación de la mecánica cuántica de la Escuela de Copenhague implica que, después de un tiempo, el gato está al mismo tiempo vivo y muerto.

El experimento del gato de Schrödinger o paradoja de Schrödinger es un experimento imaginario concebido en 1935 por elfísico Erwin Schrödinger para exponer una de las consecuencias menos intuitivas de la mecánica cuántica.

La propuesta

Erwin Schrödinger plantea un sistema que se encuentra formado por una caja cerrada y opaca que contiene un gato en su interior, una botella de gas venenoso y un dispositivo, el cual contiene una partícula radiactiva con una probabilidad del 50% de desintegrarse en un tiempo dado, de manera que si la partícula se desintegra, el veneno se libera y el gato muere.

Al terminar el tiempo establecido, hay una probabilidad del 50% de que el dispositivo se haya activado y el gato esté muerto, y la misma probabilidad de que el dispositivo no se haya activado y el gato esté vivo. Según los principios de la mecánica cuántica, la descripción correcta del sistema en ese momento (su función de onda) será el resultado de la superposición de los estados "vivo" y "muerto" (a su vez descritos por su función de onda). Sin embargo, una vez abramos la caja para comprobar el estado del gato, éste estará vivo o muerto.

Ahí radica la paradoja. Mientras que en la descripción clásica del sistema el gato estará vivo o muerto antes de que abramos la caja y comprobemos su estado, en la mecánica cuántica el sistema se encuentra en una superposición de los estados posibles hasta que interviene el observador. El paso de una superposición de estados a un estado definido se produce como consecuencia del proceso de medida, y no puede predecirse el estado final del sistema: sólo la probabilidad de obtener cada resultado. La naturaleza del proceso sigue siendo una incógnita, que ha dado lugar a distintas interpretaciones de carácter especulativo.

Interpretaciones

Siguiendo la interpretación de Copenhague, en el momento en que abramos la caja, la sola acción de observar modifica el estado del sistema tal que ahora observamos un gato vivo o un gato muerto. Este colapso de la función de onda es inevitable en un proceso de medida, y depende de la propiedad observada. Es una aproximación pragmática al problema, que considera el colapso como una realidad física sin justificarlo completamente..

En la interpretación de los «muchos mundos» («many-worlds»), formulada por Hugh Everett en 1957, el proceso de medida supone una ramificación en la evolución temporal de la función de onda. El gato está vivo y muerto a la vez pero en ramas diferentes del universo: ambas son reales, pero incapaces de interactuar entre sí debido a la decoherencia cuántica.

En la interpretación del colapso objetivo, la superposición de estados se destruye aunque no se produzca observación, difiriendo las teorías en que magnitud física es la que provoca la destrucción (tiempo, gravitación, temperatura, términos no lineales en el operador correspondiente...). Esa destrucción es lo que evita las ramas que aparecen en la teoría de los multi universos. La palabra "objetivo" procede de que en esta interpretación tanto la función de onda como el colapso de la misma son "reales", en el sentido ontológico. En la interpretación de los muchos-mundos, el colapso no es objetivo, y en la de Copenhague es una hipótesis ad-hoc.

Paradoja de los gemelos

Diagrama espacio-tiempo que muestra al gemelo alejarse (primer tramo línea negra) y regresar a la Tierra. En este diagrama la posición de la Tierra en cada instante se mueve a lo largo del eje vertical. La distancia entre la última línea azul y la primera roja representa no envejecido el tiempo ganado por el viajero.

La paradoja de los gemelos (o paradoja de los relojes) es un experimento mental que analiza la distinta percepción del tiempo entre dos observadores con diferentes estados de movimiento.

Esta paradoja fue propuesta por Einstein al desarrollar lo que hoy se conoce como la relatividad especial. Dicha teoría postula que la medida del tiempo no es absoluta, y que, dados dos observadores, el tiempo medido entre dos eventos por estos observadores, en general, no coincide, sino que la diferente medida de tiempos depende del estado de movimiento relativo entre ellos. Así, en la teoría de la relatividad, las medidas de tiempo y espacio son relativas, y no absolutas, ya que dependen del estado de movimiento del observador. En ese contexto es en el que se plantea la paradoja.

Formulación de la paradoja

En la formulación más habitual de la paradoja, debida a Paul Langevin, se toma como protagonistas a dos gemelos (de ahí el nombre); el primero de ellos hace un largo viaje a una estrella en una nave espacial a velocidades cercanas a la velocidad de la luz; el otro gemelo se queda en la Tierra. A la vuelta, el gemelo viajero es más joven que el gemelo terrestre.

De acuerdo con la teoría especial de la relatividad, y según su predicción de la dilatación del tiempo, el gemelo que se queda en la Tierra envejecerá más que el gemelo que viaja por el espacio a gran velocidad (más adelante se prueba esto mediante cálculo) porque el tiempo propio del gemelo de la nave espacial va más lento que el tiempo del que permanece en la Tierra y, por tanto,el de la Tierra envejece más rápido que su hermano.

Pero la paradoja surge cuando se hace la siguiente observación: visto desde la perspectiva del gemelo que va dentro de la nave, el que se está alejando, en realidad, es el gemelo en la Tierra (de acuerdo con la Invariancia galileana) y, por tanto, cabría esperar que, de acuerdo con los cálculos de este gemelo, su hermano en la Tierra fuese quien tendría que envejecer menos por moverse respecto de él a velocidades cercanas a la de la luz. Esto es, el gemelo de la nave es quien tendría que envejecer más rápido.

La paradoja quedaría dilucidada si se

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