La velocidad de la luz

[pod]

Re: La velocidad de la luz

Eso no lo sabía, lo que sabía es que el espacio crece con una aceleración proporcional a la distancia,

Será velocidad. Nada de lo que he dicho se refiere a una aceleración.

Recordar que lo que estamos hablando, en el contexto de la expansión, no es una velocidad real. Como intenté decir, los super-cúmulos de galaxias (su centro de masas) están quietos. Es la curvatura del espacio-tiempo la que hace que la distancia aumente, y eso se parece a una velocidad. Pero es una velocidad aparente, si uno lo quiere decir así.

Es cierto que en los últimos años hemos aprendido que esa velocidad tiene cierta aceleración, pero ese es otro tema y no tiene mucho que ver con el tema del hilo, que si no recuerdo mal era la velocidad de la luz; y en particular porqué las observaciones cosmológicas del universo se traducen en corrimientos al rojo, y no en cambio de velocidad de la luz.

mientras mas lejos esté un cuerpo mayor será la razón de crecimiento de la métrica.

Esto no es técnicamente muy correcto. La métrica es un tensor, y como tal siempre podemos hacer un cambio de variables para conseguir que el valor de sus componentes cambie. Incluso es fácil hacer un cambio de coordenadas para que la métrica sea constante en un punto. Por otra parte, las componentes de la métrica cosmológica en las coordenadas cartesianas, en el caso de un universo plano, no dependen de ninguna distancia. Sólo del tiempo a través de un factor de escala.

Lo que físicamente debemos hacer es hablar de magnitudes medibles, observables. La métrica no es un observable, es un objeto matemático que requiere ciertas técnicas para ser manipulada y entendida correctamente. En mi humilde opinión, no es algo que se deba mencionar demasiado en el contexto de la divulgación. La distancia entre dos puntos fijos es un observable. Es cierto que matemáticamente se calcula a partir de la métrica (entre otras cosas que dependen de que tipo de distancia uno esté utilizando, ver por ejemplo hilos antiguos de alshain), de forma que siempre nos dará el mismo valor en todos los sistemas de referencia; pero la distancia entre puntos fijos no es la métrica.

Pero por lo que te entendí, se llega a una distancia en donde la derivada del crecimiento de la métrica con respecto a la distancia sería cero y disminuiría por lo que se mantendría constante el crecimiento espacial? ¿a que distancia astronómica se observaría eso?

Yo he dicho, literalmente, que la proporcionalidad sólo es válida en distancias "pequeñas". En ningún caso he dicho como es la dependencia más allá, y desde luego no creo que haya ninguna derivada que tienda a cero.

Igualmente me acuerdo en un viejo post en el que se hablaba de la posibilidad de muchos universos. Cosa que es incierta ya que por definición universo es todo lo que existe por lo que es absurdo decir que hay más de un universo pero Pod comentó que hay regiones dentro de este universo que es posible que tengan leyes físicas diferentes, o algo por el estilo. Es correcto?

Depende del hilo que te refieras y de qué teoría o modelo estuviéramos comentando. Lo mejor es que lo preguntes en ese hilo, o crees otro nuevo. Centremos éste en la velocidad de la luz. Era necesario hablar de la expansión porque se ha utilizado el ejemplo, pero esto se va demasiado del tema.

[Julián]

Re: La velocidad de la luz

Igualmente me acuerdo en un viejo post en el que se hablaba de la posibilidad de muchos universos. Cosa que es incierta ya que por definición universo es todo lo que existe por lo que es absurdo decir que hay más de un universo pero Pod comentó que hay regiones dentro de este universo que es posible que tengan leyes físicas diferentes, o algo por el estilo. Es correcto?

[Singularity]

Re: La velocidad de la luz

Eso no lo sabía, lo que sabía es que el espacio crece con una aceleración proporcional a la distancia, mientras mas lejos esté un cuerpo mayor será la razón de crecimiento de la métrica. Pero por lo que te entendí, se llega a una distancia en donde la derivada del crecimiento de la métrica con respecto a la distancia sería cero y disminuiría por lo que se mantendría constante el crecimiento espacial? ¿a que distancia astronómica se observaría eso?

Lo que mencionas es la ley de Hubble, y desconozco si es posible el caso que comentas, aunque no le veo el sentido, o sea, no veo por qué debería pasar. La expansión acelerada del universo es para, valga la redundancia, todo el universo. O al menos creo que es lo más probable con los datos actuales.

[Julián]

Re: La velocidad de la luz

(esta proporcionalidad se rompe para distancias cosmológicas más grandes, pero vamos a ignorar eso por simplificidad)

Eso no lo sabía, lo que sabía es que el espacio crece con una aceleración proporcional a la distancia, mientras mas lejos esté un cuerpo mayor será la razón de crecimiento de la métrica. Pero por lo que te entendí, se llega a una distancia en donde la derivada del crecimiento de la métrica con respecto a la distancia sería cero y disminuiría por lo que se mantendría constante el crecimiento espacial? ¿a que distancia astronómica se observaría eso?

[pod]

Re: La velocidad de la luz

La luz es muy rara puede comportarse como onda o bien como corpúsculo (fotón), tiene la conocida dualidad onda-partícula, pero su velocidad sigue siendo constante, cuando cae en un agujero negro no sufre una desaceleración (lo más lógico es que se acelere) pero su velocidad sigue constante, la razón es que nada puede viajar más rápido.

Entonces todo es muy raro, ya que todas las partículas se comportan como ondas y como partículas según el experimento. En realidad, no se comportan ni como una ni como otra, sino de una forma más general que según cómo se mire a veces se parece al concepto de partícula y en según que circunstancias se parece al de una onda.

Pd: traquiones :P

Creo que la palabra que buscas es "taquiones", sin ninguna R.

Es posible que una teoría matemática contenga taquiones. Ahora bien, se puede ver matemáticamente que toda teoría que los contenga es inestable. Por eso, en la actualidad la presencia de taquiones se descarta en la naturaleza, ya que nada indica que el universo sea inestable (por el momento ha dudado 13,7 gigaaños).

Se expande pero la tierra no es el centro ni esta estatica con lo cual se estará desplazando con respecto a algo.

El universo a escala cosmológica es homogéneo (igual en todas partes) e isotrópico (igual en todas direcciones). En conclusión, todos los puntos del universo son equivalentes. Por lo tanto, nosotros los terrícolas tenemos tanto derecho a decir que estamos en el centro del universo como lo tienen los habitantes del quásar más lejano.

Nosotros miramos en cualquier dirección a objetos cosmológicos y vemos que se alejan de nosotros a una velocidad que es aproximadamente proporcional a la distancia (esta proporcionalidad se rompe para distancias cosmológicas más grandes, pero vamos a ignorar eso por simplificidad). Un observador desde otro rincón del universo observa exactamente lo mismo, en todas direcciones.

Es decir, la expansión de universo no se debe imaginar como la metralla de una explosión que escapa de un centro común. Esta es una idea incorrecta (por bien que, desgraciadamente, es muy común).

Debe imaginarse más bien como un globo que se infla. Imagínate que tomamos un globo y pinamos una linea de puntos equidistantes, a un cm cada uno. Nos fijamos en un punto cualquiera. Ese punto tiene a cada lado un punto a una distancia de 1cm; el siguiente está a una distancia de 2cm, los siguientes a 3cm, etc. Luego, inflamos un poco más el globo. Como la goma se habrá extirado ("expandido"), pongamos que ahora los puntos más próximos estarán ahora a 2cm, los siguientes estarán a 4cm, y los terceros a 6cm. Si intetáramos medir el desplazamiento de los puntos, diríamos que los puntos más cercanos se han alejado 1cm adicional; los segundos se han "desplazado" 2cm más lejos de lo que estaban, y los terceros se han alejado 3cm en el mismo tiempo. Es decir, aparentemente la velocidad de los puntos es mayor cuanto más lejos están.

Ahora bien, todos estos puntos no se han movido, han estado quietecitos, dibujados sobre la goma. Ese aumento de la distancia se ha debido a un cambio de las propiedades del espacio en que están siguados los puntos, que en este caso es la goma del globo. Además, fijate que nosotros nos hemos fijado en un punto en particular, pero las mimas observaciones se pueden hacer desde cualquier otro punto. Todos verán que el resto de puntos se han alejado.

Todo esto para reiterar la idea de que las galaxias no se escapan de un punto en común. La situación es simétrica desde ambos lados.

Mismamente esta dando vueltas alrededor de la galaxia, se lanza el haz de luz en la dirección de la rotación de la tierra, cuando llegue la luz al receptor habria recorrido mas distancia con lo cual, si se lanza en una direccion u otra, deberia marcar distinto.

No sé muy bien en qué experimento mental estás pensando, no sé muy bien quienen son los emsores y receptoresor desgracia no tenemos la capacidad de enviar un emisor de señales a algun objeto que no esté en la misma órbita del sol al rededor de la galaxia.

Lo que si es posible es recibir la radiación de fondo, una luz que fue emitida por una fuente hace mucho tiempo (cuando el universo sólo tenia 100000 años). Esta luz fue emitida en el sistema de referencia donde el big bang ocurrió en reposo, y en efecto nosotros nos movemos respecto de ese sistema de referencia; no sólo por la orbita del sol, sino la propia galaxia se desplaza dentro de nuestro super cúmulo local (es el centro de masas del supercúmulo el que está en reposo con respecto de la radiación de fondo). En cualquier caso, este movimiento respecto del fondo de radiación se detecta por efecto Doppler, es decir, en una variación de la frecuencia/longitud de onda y no en una variación de la velocidad: la velocidad de la radiación de fondo que recibimos desde todas las direcciones es la misma siempre. Ese efecto Doppler se detecta y corrige de forma rutinaria en muchisimas observaciones cosmológicas (se "corrige" para transformar los datos y ver lo que se obtendría si estuvieramos en un sistema de referencia en reposo con respecto del fondo de radiación).

[teclado]

Re: La velocidad de la luz

Visto desde tu punto de vista ambos rayos tardarían lo mismo porque aunque la Tierra y el sistema Solar tú te mueves con ellos. Para observar que tarden tiempos distintos en llegar a cada pared tendrías que situarte en un sistema de referencia que se mueva respecto al emisor y a las paredes.

Re: La velocidad de la luz

Podría pensarse que la velocidad de la luz depende del medio en que se propaga, y como el medio en que se propaga es el vacío la velocidad de la luz solo debe depender de las propiedades del vacío, que son constantes. Conclusión, la velocidad de la luz no variará mientras no varíe el medio en el que se propaga.

[Weip]

Re: La velocidad de la luz

Pues que si las mediciones daban el mismo resultado si se lanza el haz de luz en una dirección u otra y teniendo en cuenta que cuando lanzas el haz en una direccion, el receptor se acerca al emisor (ya que la tierra se mueve) y en la otra el receptor se aleja del emisor. Si en las dos situaciones el tiempo que tarda la la luz en llegar de un punto a otro es el mismo, lo unico que se me ocurre es que la velocidad de la luz si que es variable.

¿Porqué concluyes eso? Es lo contrario, te lo han explicado al principio. ¿Es anti-intuitivo? Sí, pero así es la realidad, qué le vamos a hacer. De hecho al estudiar cualquier cuerpo a velocidades altas ya se ven las anomalías que presenta la teoría clásica.

Como es anti-intuitivo igual es más fácil que te lo explique con matemáticas sencillas. En tu nivel pone sin estudios, pero, ¿podría exponerte una gráfica de una función? Si no, solo te queda hacer un salto de fe y aceptarlo.

[ders]

Re: La velocidad de la luz

Es correcto, pero no acabo de entender que pasa con eso.

Pues que si las mediciones daban el mismo resultado si se lanza el haz de luz en una dirección u otra y teniendo en cuenta que cuando lanzas el haz en una direccion, el receptor se acerca al emisor (ya que la tierra se mueve) y en la otra el receptor se aleja del emisor. Si en las dos situaciones el tiempo que tarda la la luz en llegar de un punto a otro es el mismo, lo unico que se me ocurre es que la velocidad de la luz si que es variable.

[Weip]

Re: La velocidad de la luz

Se expande pero la tierra no es el centro ni esta estatica con lo cual se estará desplazando con respecto a algo. Mismamente esta dando vueltas alrededor de la galaxia

Es correcto, pero no acabo de entender que pasa con eso.

[ders]

Re: La velocidad de la luz

Se expande pero la tierra no es el centro ni esta estatica con lo cual se estará desplazando con respecto a algo. Mismamente esta dando vueltas alrededor de la galaxia, se lanza el haz de luz en la dirección de la rotación de la tierra, cuando llegue la luz al receptor habria recorrido mas distancia con lo cual, si se lanza en una direccion u otra, deberia marcar distinto.

[Weip]

Re: La velocidad de la luz

Entonces si la luz se mueve a la misma velocidad, independientemente de la velocidad del objeto que la produce, si se lanzase un haz de luz en la direccion a la expansion del universo la luz tardaria mas tiempo ya que el receptor habria avanzado en el espacio no?

El universo se expande en todas direcciones. A partir de ahí, agradecería que reformularas la pregunta.

[ders]

Re: La velocidad de la luz

Entonces si la luz se mueve a la misma velocidad, independientemente de la velocidad del objeto que la produce, si se lanzase un haz de luz en la direccion a la expansion del universo la luz tardaria mas tiempo ya que el receptor habria avanzado en el espacio no?

Re: La velocidad de la luz

No sé si conocerás el experimento que hicieron para refutar el éter, midieron la velocidad de la luz en distintas épocas (la Tierra esta situada en distintas posiciones) y obtenían que la velocidad de la luz era la misma, lo que contradecía el éter, imagínatelo del siguiente modo, si tu ves por la noche los faros de un coche ¿es la velocidad de la luz emitida por los faros igual a la velocidad del coche más la velocidad de la luz?, la respuesta es que no, la velocidad de la luz es independiente y constante, se dice que en el universo primigenio la velocidad de la luz era distinta (teoría de la luz variable), pero sigue siendo una constante.
La luz es muy rara puede comportarse como onda o bien como corpúsculo (fotón), tiene la conocida dualidad onda-partícula, pero su velocidad sigue siendo constante, cuando cae en un agujero negro no sufre una desaceleración (lo más lógico es que se acelere) pero su velocidad sigue constante, la razón es que nada puede viajar más rápido.
El ejemplo que te ponía antes Singularity, si haces un límite cuando v tiende a c, te dará infinito, y nunca podremos alcanzar una energía infinita (a lo mejor en el futuro sí).
La velocidad a la que se expande el universo es fácil de calcular, nada viaja más rápido que la luz, eso implica que el universo se expande a la velocidad de la luz.

Pd: traquiones :P

[ders]

Re: La velocidad de la luz

Entonces si mandas un haz de luz en la direccion contraria a la que se expande el universo y otro en la misma direccion con la misma distancia y mides el tiempo, tardaria mas en llegar el haz cuando lo mandaste en la misma dirección de espansion ¿no? ¿y calculando la diferencia se podria saber a que velocidad se expande?

Yo me imagino alguien que dispara una pistola situado en el centro de un vagon de tren. La dispara una hacia adelante y otra hacia atras y las dos tardan lo mismo en llegar, pero para un observador que este fuera del tren la bala que dispara en la dirección de la marcha, se desplazaria mas rapido.