Nuestro movimiento respecto a la luz

[rober___26]

Hola, tengo dos preguntas.
La primera; si vas andando a una velocidad de 0,99c al lado de un foton, a que velocidad verias moverse al foton, porque supuestamente tendria que ser 0,01c, pero entonces ya no verias la luz moviendose a la velocidad de la luz?
La segunda; si vas a la velocidad c, al lado de un foton, ese foton desapareceria para ti? Ya no podria existir, ya que un foton no puede estar en reposo, pues este tendria energia 0?
Gracias.

[carroza]

Hola.

En relatividad especial, el hecho de que el tiempo transcurra de forma diferente para distintos observadores, hace que la regla de composición de velocidades sea diferente de la habitual en física clásica. Así, si, visto desde el suelo, un objeto se mueve a una velocidad $v$, y un observador se mueve con una velocidad $u$, la velocidad con la que el observador observa al objeto no es $v' = v-u$, sino $v' = {v-u \over 1 - uv/c^2}$. Si echas cuentas, verás que eso implica que, sea cual fuere $u$, si $v= c$, entondes $v'= c$,

La segunda cuestión no es posible en relatividad especial. un observador no puede ir nunca a la velocidad de la luz, ya que entonces su energía cinética sería infinita. Si puedes ir a una velocidad muy cercada a la velocidad de la luz, digamos $u= 0.9999 c$. En ese caso, aplicando las expresiones anteriores, obtienes que siempre ves el fotón a una velocidad c.

saludos

[Alriga]

...si vas andando a una velocidad de 0,99c al lado de un fotón, ¿a que velocidad verías moverse al fotón?, porque supuestamente tendría que ser 0,01c ...

Antes de que en 1905 Einstein presentase la Relatividad Especial el cálculo se podía haber pensado que se podía hacer como tu dices, si llamamos c a la velocidad de la luz y v=0.99c a la velocidad del observador, la velocidad de la luz respecto del observador "u" se podía haber pensado que se calculaba:

$$u=c-v$$

$u=c-0.99c=0.01c$

Sin embargo la Relatividad dice que la simple resta no es la forma correcta de componer velocidades, hay que usar la fórmula de adición de velocidades de Einstein, que en este caso es la expresión:

$$u=\dfrac{c-v}{1-\dfrac{v c}{c^2}}$$

Operemos para simplificar:

$u=\dfrac{c-v}{1-\dfrac{v}{c}}=\dfrac{(c-v)c}{c-v}=c$

Obtenemos que la velocidad de la luz para el observador que se mueve a v=0.99c no es 0.01c sino que nos sale que es "c". Y que la velocidad de la luz que mide el observador que viaja a velocidad v es siempre c, independientemente de que v=0.99c o v=0.5c, ya que "v" se elimina cuando simplificamos.

Tienes otros ejemplos de adición relativista de velocidades en el foro, por ejemplo:

Duda sobre velocidad y punto de vista relativo

Suma de velocidades menores a la de la luz

Relatividad: constancia de la velocidad de la luz

Tengo un problema con la "Teoría de la Relatividad especial"

Composición relativista de velocidades

Composición de velocidades

...si vas a la velocidad c, al lado de un fotón, ¿ese fotón desaparecería para ti?...

Aquí estás planteando un experimento que según la Relatividad Especial es físicamente imposible. Tu velocidad como observador es "v" respecto de alguna referencia. Pues bien la Relatividad Especial dice que no existe ninguna referencia respecto de la cual tu velocidad como observador material pueda ser v=c.

En Relatividad Especial la velocidad de los observadores materiales respecto de cualquier referencia es siempre v<c. Entonces calcular la velocidad de la luz respecto de un observador a velocidad v<c, por ejemplo v=0.99c, es lo que ya hemos hecho en el apartado anterior: sale siempre c

Saludos.

EDITADO. Veo que mientras yo redactaba la respuesta carroza ha respondido, saludos carroza

[rober___26]

Gracia por las respuestas.
Y si fueramos una particula que va a la velocidad de la luz, por ejemplo para un foton, todos los demas fotones tienen velocidad 0? Y para un foton todas las particulas con masa se mueven a la velocidad de la luz? Y para un foton todas las particulas con carga generan un campo magnetico?
Gracias de antemano, un saludo.

[Alriga]

Un fotón no puede llevar relojes para medir tiempo, puesto que esos relojes irían a la velocidad de la luz y tendrían energía infinita, un fotón no puede llevar reglas para medir distancias, puesto que esas reglas irían a la velocidad de la luz y tendrían energía infinita... Un fotón no puede llevar instrumentos de medida y por lo tanto no puede observar ni distancias, ni tiempos, ni velocidades, ni... Un fotón no puede observar nada en el marco de la Física relativista.

Preguntar "lo que observa un fotón" no es una pregunta de Física. Esto es La web de Física y aquí solo intentamos resolver preguntas de Física.

Saludos.

[javisot20]

Siguiendo la duda de Rober y para comprenderlo mejor personalmente.


Si para un observador(A) la velocidad de la luz debe ser siempre c,


v. observador(A), m/s - 0 - 1 - 2 - . -. - c

velocidad de la luz, m/s- c -... - .. - . - . - 2c


El observador(A) siempre confirma que la luz se mueve a c suponiendo que la luz puede aumentar su velocidad hasta 2c.


(Error)



El problema viene si ahora suponemos que hay otro observador(B) moviéndose a una velocidad distinta del observador(A). La luz debería tener una velocidad para (A) y otra velocidad distinta para (B).
Si además suponemos que dicha luz se dirige hacia un punto cualquiera, los observadores dirán que la luz, la misma luz para los dos, alcanzará dicho punto, el mismo punto para los dos, en distintos momentos.

No como una simple discrepancia de opiniones según el punto de vista, fisicamente para (A) llegaría en un momento y para (B) en otro.


Lo anterior puede refurtarse experimentalmente y ha sido más que refutado ganando mayor validez la proposición de Einstein. Una proposición bonita y eficaz, no dejes de leer los links compartidos.

[Richard R Richard]

Siguiendo la duda de Rober y para comprenderlo mejor personalmente.


Si para un observador(A) la velocidad de la luz debe ser siempre c,


v. observador(A), m/s - 0 - 1 - 2 - . -. - c

velocidad de la luz, m/s- c -... - .. - . - . - 2c

Hola javisot20 ese comentario puede confundir a rober___26 .
Ningún objeto con masa puede alcanzar la velocidad de la luz eso incluye cualquier tipo de reloj o regla.
Por lo tanto en física también ningún observador puede alcanzar la velocidad de la luz y cualquiera de ellos verá a la luz moverse siempre a velocidad c.
Ya hemos debatido varias veces la imposibilidad de tener observadores moviéndose a velocidad luz, explicar lo que vería de poderlo hacer no es física , sino especulación.Los cálculos relativistas para la energía cinética a aplicar aun objeto con masa resultan en infinito, lo que ya indica la imposibilidad de lograrlo por cualquier medio.

Cualquier conclusión sobre lo que experimentaría un observador a velocidad luz sobre los efectos de cualquier onda electromagnética campos magnético y eléctrico, también es especulación.

Se supone ,solo se supone , porque nadie lo puede probar , que el tiempo para un fotón no transcurre, solo es emitido y absorbido con indiferencia a la distancia espacial entre ambos procesos.

[javisot20]

Intentaba explicar que sucedería si suponemos que la adición de velocidad funcionase como dice Rober (sabemos que no funciona así) , pero respetando igualmente el que un observador solo pueda ver c.
Por ejemplo, para un observador moviéndose al 99% de la velocidad de la luz dicha luz debería acelerar para que ese observador la vea moverse a c.

Quería señalar el problema que surge al meter más observadores en este supuesto y porque hacer que el espaciotiempo sea relativo lo soluciona.

Igual confundo a Rober...es cierto, gracias Richard.