¿Pueden Algunos Objetos Viajar Más Rápido Que La Luz?
por Don Lincoln, Ph. D., Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab)
mientras que nada puede ir más rápido que la luz en el vacío, es bastante fácil para las partículas moverse más rápido que la luz en la materia a través de algún medio como el vidrio., Supongamos que un haz de fotones y un haz de muones de alta energía apuntan en la misma dirección y viajan a la misma velocidad que la luz. Aunque se ha establecido que la velocidad de la luz se ralentizaría dentro del vidrio, el muón no se ralentiza cuando pasa a través del vidrio y aún mantiene la velocidad de la luz dentro.
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El efecto Cherenkov
mientras trabajaba con sales de uranio disueltas en ácido sulfúrico, un joven físico ruso llamado Pavel Cherenkov notó una luz brillante., Inicialmente, la luz se atribuyó directamente a la radiactividad, pero cuando Cherenkov trató de aislar el efecto, se dio cuenta de que la radiación hacía que el ácido sulfúrico brillara. Finalmente, pudo demostrar que incluso el agua brillaría en presencia de mucha radiación. Llamada así por el estudiante, la radiación Cherenkov ocurre cuando una partícula que lleva una carga eléctrica viaja más rápido que la luz a través de un medio ópticamente transparente como el vidrio. Cuando estas partículas viajan más rápido, el vidrio emite un color azul impresionante pero peligroso.,
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¿cómo funciona la radiación Cherenkov?
Cherenkov compartió sus hallazgos con su asesor de tesis, Sergey Vavilov. Vavilov mencionó el efecto a Igor Tamm e Ilya Frank, quienes descubrieron lo que estaba pasando. Cherenkov, Tamm y Frank ganaron el Premio Nobel de Física en 1958. La radiación Cherenkov es análoga a un boom sónico que ocurre cuando un jet vuela más rápido que la velocidad del sonido., Si el jet vuela más lento que la velocidad del sonido, entonces las ondas sonoras se propagan por delante del avión. Pero cuando la velocidad del chorro excede la velocidad del sonido, comprime el aire frente a él. A medida que el jet avanza cada vez más rápido, la energía comprimida también avanza. Cuando el aire comprimido pasa, resulta en un ruido extremadamente fuerte similar a una explosión, ya que todo el sonido llega a la vez. Cuando el chorro genera un sonido al empujar el aire fuera de su camino, crea una serie de círculos que aparecen en cada punto que pasa el chorro., Los círculos se suman y forman un cono de sonido que rodea la trayectoria del plano.
efecto Cherenkov en Física Nuclear
El efecto Cherenkov es similar al boom sónico pero ocurre cuando una partícula cargada pasa a través de un material transparente a una velocidad mayor que la velocidad de la luz. La partícula cargada sacude las moléculas del material y emiten luz a medida que se mueve. Como en el caso de las ondas sonoras, la luz emitida viaja hacia el exterior en un patrón circular a la velocidad de la luz, lo que resulta en un patrón cónico llamado efecto Cherenkov., Los físicos usan el concepto de radiación Cherenkov en experimentos de física nuclear o física de partículas para distinguir las partículas que se mueven rápidamente de las más lentas. Esto se debe a que la luz Cherenkov es emitida solo por partículas cargadas eléctricamente que se mueven más rápido que la luz.
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¿qué puede viajar más rápido que la luz?
Edwin Hubble combinó sus mediciones de distancia de las galaxias con las mediciones de velocidad del astrónomo estadounidense Vesto Slipher para dibujar un gráfico interesante en 1929., Hubble postuló que había una relación lineal entre la distancia de las galaxias medida desde la Tierra y la velocidad recesiva. Esta correlación fue tomada como una clara evidencia de un universo en expansión y el big bang.
sin embargo, la expansión del universo ha cambiado significativamente con el tiempo. Desde el universo en rápida expansión hace unos 14 mil millones de años hasta la era de la energía oscura hace unos 5 mil millones de años y la aceleración de la expansión ahora, los cambios han sido dramáticos. Sabemos que Plutón no se está expandiendo lejos de nosotros a la velocidad de la luz, ni tampoco la Vía Láctea o la galaxia de Andrómeda., Según la hipótesis del Hubble, la velocidad recesiva es de 70 kilómetros por segundo por mega parsec. Así, una galaxia que es un mega parsec de distancia se mueve lejos de la vía Láctea a una velocidad de 70 kilómetros por segundo, mientras que una galaxia a una distancia de 2 mega parsecs se aleja a una velocidad de 140 kilómetros por segundo. Por lo tanto, cuanto más nos alejamos, más rápido se mueven los objetos. Por lo tanto, la teoría común de que el universo se está expandiendo a la velocidad de la luz es obviamente incorrecta y una idea errónea.,
ahora supongamos que el universo se está expandiendo a la velocidad de la luz y se calcula que los objetos a 14 mil millones de años luz de Nosotros viajaban a la velocidad de la luz, pero los objetos a 28 mil millones de años luz de distancia viajan al doble de velocidad. Por lo tanto, todo el argumento de ‘expandirse más rápido que la velocidad de la luz’ es bastante blando. Sin embargo, el argumento de que la velocidad de la luz es la velocidad máxima está dentro de la teoría de la relatividad especial.,
entonces, la pregunta de si dos galaxias separadas por 14 mil millones de años luz se están alejando entre sí a la velocidad de la luz no puede ser respondida objetivamente. La distancia entre estas galaxias está creciendo a la velocidad de la luz, pero en relación con su pequeño espacio local, ni siquiera se están moviendo. Por lo tanto, sería más preciso decir que aunque los objetos no pueden moverse a través del espacio más rápido que la luz, el espacio mismo puede moverse más rápido que la luz., La expansión superluminal del universo distante es realmente asombrosa, pero lo que puede que nunca sepamos es la respuesta a la simple pregunta ¿qué tan grande es el universo realmente?
preguntas comunes sobre ¿pueden los objetos viajar más rápido que la luz?
la velocidad es de aproximadamente 2/3 de la velocidad de la luz en vidrio y plástico, mientras que en agua es de aproximadamente 3/4 de la velocidad de la luz. Sin embargo, la luz viaja a solo el 40% de su velocidad normal en diamond.
se dice que las controvertidas partículas hipotéticas taquiones viajan más rápido que la luz. Sin embargo, según la teoría especial de la relatividad de Einstein, las partículas con respecto a la velocidad de la luz, nunca pueden viajar más rápido que la luz en el mundo real.