Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

[pod]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

Lo que quiero saber es por que el fotón no puede viajar mas rápido y se ve limitado por los 300000m/s. De donde surge ese patrón?

Supongo que es algo que cuesta de entender, pero como ya han dicho por aquí, el número concreto no importa, no tiene significado físico. Lo que tiene significado Físico es que la relatividad dice que hay una velocidad "especial", que cumple un montón de condiciones (es la única velocidad invariante al cambiar de sistema de referencia, las partículas con masa no pueden alcanzarla y las partículas sin masa no pueden viajar a una velocidad distinta, por citar sólo las condiciones más importantes).

Ahora bien, ¿por qué 299 792 458 m/s? Pues porque hemos decidido usar metros y segundos para medir velocidades. Son unidades que van bien para las cosas que pasan a nuestro alrededor: los humanos medimos entre uno y dos metros normalmente, así que el metro es una buena unidad de tiempo. Un segundo también es una unidad adecuada para nosotros, ya que podemos contarlos fácilmente.

Por lo tanto, m/s es una unidad que va muy bien para medir velocidades cotidianas. Por ejemplo, los humanos caminamos más o menos a 1m/s; los coches por autopista van a unos 33m/s, salen números razonablemente manejables.

Ahora bien, si hemos elegido unidades de escala humana, es normal que cuando tratamos cosas a escalas superiores salgan números descomunales.

¿Por qué 299 792 458 m/s? Pues porque hemos elegido esas unidades. Si hubiéramos elegido yardas y minutos, otras unidades a escala humana, saldría otro número, 196 714 211 28yd∕min.

Me gusta tu capacidad de aplicación de la lógica. Se pueden hacer muchas cosas con la sola aplicación de la lógica, solo hay que trasladarla a los datos experimentales y darle caña al coco .

Lo que pasa es que la lógica no sirve en Física. Lo que nos parece lógico depende de nuestra experiencia, y nadie tiene experiencias donde intervengan velocidades relativistas (o efectos cuánticos, por poner otro ejemplo). Así que para ningún ser humano la relatividad es lógica. Simplemente, es real.

Como te ha dicho pod, no solo los fotones, todo tipo de partículas no materiales (de energía).

Mejor digamos "sin masa", ya que el término de material se usa de forma muy inconsistente en diferentes fuentes. Decir sin masa es más seguro.

Todas las partículas tienen energía. De hecho, las partículas con masa suelen tener más energía que las que no...

¿por qué tiene que haber una velocidad concreta, única en el vació para estas partículas y máxima?

La respuesta es mucho más sencilla y directa. Es una consecuencia de los principios de la relatividad especial. El primer principio dice que las leyes de la Física deben ser exactamente las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales (es el principio de "democracia de los observadores", como a veces lo dicen). El segundo principio viene a decir que la luz -el electromagnetismo- no es una excepción a esta regla (este principio es necesario porque en la teoría de Newton el electromagnetismo sí era una excepción; y para explicar porqué lo era se necesitaba el concepto de éter, que no es más que una forma de diferenciar un sistema de referencia especial para la luz).

Si todas las leyes deben ser las mismas, en particular las del electormagnetismo, entonces la ecuación de ondas de la luz debe ser la misma en todos los sistemas de referencia. Es decir, la luz debe viajar a la misma velocidad en todos los sistemas de referencia.

Para que eso sea posible, hay que introducir algunos cambios a la mecánica relativista para que la velocidad de la luz sea invariante ante cambios de sistema de referencia. Eso significa que la velocidad de la luz funciona como una frontera: al cambiar de sistema de referencia, las velocidades pueden cambiar, pero si una velocidad es menor que la velocidad de la luz, resulta que en todos los sistemas de referencia seguirá siendo menor. Y viceversa, si una velocidad es mayor a la de la luz (que físicamente están prohibidas, pero por otros motivos), en cualquier otro sistema de referencia, seguirá siendo mayor.

Ahora bien, sabemos que una velocidad con masa puede estar quieta. Por ejemplo, delante de mi tengo un boli que está quieto. Eso significa que hay un sistema de referencia donde su velocidad es cero. Cero es menor a la velocidad de la luz, y por lo tanto -en virtud de lo que sabemos del párrafo anterior- en cualquier otro sistema de referencia, la velocidad del boli será siempre menor a la de la luz.

Las partículas sin masa son diferentes. Sabemos que la energía de una partícula es igual a la masa más la energía cinética. Una partícula parada no tiene energía cinética; y si además no tiene masa, entonces su energía total es cero. Una partícula sin energía deja de existir. Eso quiere decir que una partícula sin masa no puede estar en reposo. Dando la vuelta al razonamiento anterior, significa que tampoco puede tener cualquier velocidad que sea menor a la velocidad de la luz. Como tampoco puede ser superior a la velocidad de la luz (por otros motivos), entonces la única posibilidad es que siempre se mueva a la velocidad de la luz. Como es la única velocidad invariante, en ningún sistema de referencias estará en reposo, y por lo tanto siempre tendrá algo de energía cinética.

En conclusión, las partículas con masa siempre se mueven por debajo de la velocidad de la luz; y las que no tienen siempre se mueven a esa velocidad exactamente.

[pod]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

por que si no tiene masa es un foton . No se si los gravitones tendran masa o no, pero como no se han descubierto pues no discuto mucho mas el tema.

Si el gravitón tuviera masa:

1) Sería una interacción de corto alcance (según el mecanismo de Yucawa).

2) Su velocidad no sería c, cosa que si no me equivoco ya se comprobó experimentalmente hace no muchos años.

[Adosgel]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

pod@-
Has utilizado el método de reducir opciones mediante el rechazo de las contradictorias según la Teoría de la Relatividad y te has cuidado de no hacer interpretaciones, lo que me parece muy correcto y escrupuloso.
Pero, si te preguntan el porque de esa velocidad absoluta y máxima (expresada en las unidades que sea), yo creo que están pidiendo una interpretación, aunque yo no conozco ninguna formal y generalmente asumida. La respuesta "porque las mediciones así lo abalan", no le dan sentido lógico, si no solo veracidad.

Aun así, reconozco que lo mas correcto por estricto es limitarse al "como" y "en base a qué datos experimentales".

Respecto a la aplicación de la lógica- yo creo que la lógica va mas allá de la intuición y que erramos al aplicarla en muchas ocasiones porque la condicionamos en alguna medida a la intuición.

Saludos.

[nico_palermo]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

Hay muchos conceptos que debo adquirir, pero me voy haciendo una idea de lo que me explican.
Mi pregunta apuntaba a la magnitud de la velocidad de la luz y no a sus unidades. Es decir el valor que toma independientemente de sus unidades (m/s, km/h, etc).
C es una constante que se impuso para que tengan sentido las ecuaciones planteadas? La teoría se desarrolla a partir de C o C surge de la teoría?

Pod: Me puedes decir cuales son los "otros motivos" por los cuales no puede ser mayor que la velocidad de la luz? o donde puedo leer al respecto.

Desde mi ignorancia me surge otra pregunta. Un sistema de referencia se puede mover a una velocidad uniforme, cierto?
Entonces si tengo un sistema de referencia que se mueve a la velocidad de la luz y sobre ese S.R. analizo una partícula sin masa, según este S.R. la partícula no tiene velocidad, entonces no tiene energía, por lo tanto deja de existir???
Es un análisis correcto?

GRACIAS por sacarme estas dudas existenciales

[Adosgel]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

Entonces si tengo un sistema de referencia que se mueve a la velocidad de la luz y sobre ese S.R. analizo una partícula sin masa, según este S.R. la partícula no tiene velocidad, entonces no tiene energía, por lo tanto deja de existir???
Es un análisis correcto?

GRACIAS por sacarme estas dudas existenciales

Ese sistema de referencia carecería de tiempo propio, luego no seria espaciotemporal y no seria posible como referencia espaciotemporal. Solo es un presente concreto, no hay transcurrir temporal en el ni desde el como referencia.
Por eso, no puedes ponerte en el lugar de un foton

Luego no es un análisis correcto.

Saludos.

[Sartie]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

pod@-
Has utilizado el método de reducir opciones mediante el rechazo de las contradictorias según la Teoría de la Relatividad y te has cuidado de no hacer interpretaciones, lo que me parece muy correcto y escrupuloso.
Pero, si te preguntan el porque de esa velocidad absoluta y máxima (expresada en las unidades que sea), yo creo que están pidiendo una interpretación, aunque yo no conozco ninguna formal y generalmente asumida. La respuesta "porque las mediciones así lo abalan", no le dan sentido lógico, si no solo veracidad.

Aun así, reconozco que lo mas correcto por estricto es limitarse al "como" y "en base a qué datos experimentales".

Respecto a la aplicación de la lógica- yo creo que la lógica va mas allá de la intuición y que erramos al aplicarla en muchas ocasiones porque la condicionamos en alguna medida a la intuición.

Saludos.

eso es falso, por ejemplo, todos sabemos qe el oro no es un material magnetico, por tanto, por logia, deducimos que cualquier cantidad de oro no seria magneitca, pero hace un tiempo se midieron muestras de apenas unos pocos nanometros de oro que resultaron ser magneticas.
Lo que quiero decir es que la unica logica que te sirve es aplicar las leyes conocidas y experimentadas a sucesos sobre los cuales se pueden realmente aplicar.

[Sartie]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

Hay muchos conceptos que debo adquirir, pero me voy haciendo una idea de lo que me explican.
Mi pregunta apuntaba a la magnitud de la velocidad de la luz y no a sus unidades. Es decir el valor que toma independientemente de sus unidades (m/s, km/h, etc).
C es una constante que se impuso para que tengan sentido las ecuaciones planteadas? La teoría se desarrolla a partir de C o C surge de la teoría?

Pod: Me puedes decir cuales son los "otros motivos" por los cuales no puede ser mayor que la velocidad de la luz? o donde puedo leer al respecto.

Desde mi ignorancia me surge otra pregunta. Un sistema de referencia se puede mover a una velocidad uniforme, cierto?
Entonces si tengo un sistema de referencia que se mueve a la velocidad de la luz y sobre ese S.R. analizo una partícula sin masa, según este S.R. la partícula no tiene velocidad, entonces no tiene energía, por lo tanto deja de existir???
Es un análisis correcto?

GRACIAS por sacarme estas dudas existenciales

En mi opinion y experiencia la fisica no te ayudará a resolver este tipo de dudas. Con la ciencia aprenderas como se comporta el mundo y cuales son sus reglas, pero nada te dice de porque las reglas son las que son.

Por otro lado te digo que ya en la formulacion de maxwell aparece la velocidad de la luz, de forma un poco oculta, pero aparece.

[pod]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

pod@-
Has utilizado el método de reducir opciones mediante el rechazo de las contradictorias según la Teoría de la Relatividad y te has cuidado de no hacer interpretaciones, lo que me parece muy correcto y escrupuloso.
Pero, si te preguntan el porque de esa velocidad absoluta y máxima (expresada en las unidades que sea), yo creo que están pidiendo una interpretación, aunque yo no conozco ninguna formal y generalmente asumida. La respuesta "porque las mediciones así lo abalan", no le dan sentido lógico, si no solo veracidad.

Aun así, reconozco que lo mas correcto por estricto es limitarse al "como" y "en base a qué datos experimentales".

Yo no he respondido ningún cómo, he respondido al "por qué" a partir de los postulados de la teoría. Es una pregunta científica, no hay más lugar a interpretaciones, sino que hay postulados de los que se deducen las cosas.

Mi pregunta apuntaba a la magnitud de la velocidad de la luz y no a sus unidades. Es decir el valor que toma independientemente de sus unidades (m/s, km/h, etc).
C es una constante que se impuso para que tengan sentido las ecuaciones planteadas? La teoría se desarrolla a partir de C o C surge de la teoría?

Es que el valor que toma una magnitud no es "independiente de sus unidades". Cambias las unidades, y en consecuencia cambia el valor. Lo que importa es que existe una velocidad "importante", y todas las demás se refieren a ella. Por ejemplo, estamos plenamente facultados para definir 1m/s como la velocidad tal que es 299 792 458 veces más pequeña que la de la luz (y, de hecho, esa es la definición del SI).

Físicamente, lo que importa es el concepto de velocidad límite, la única que es invariable, y eso surge de los postulados de la teoría (de la forma que expliqué más arriba). El valor que toma no tiene significado físico, es plenamente algo que depende de las unidades que uno elija.

Pod: Me puedes decir cuales son los "otros motivos" por los cuales no puede ser mayor que la velocidad de la luz? o donde puedo leer al respecto.

Puedes leerlo en este foro, porque se ha discutido miles de veces. No voy a repetirlo aquí, que sería irnos un poco del tema del hilo.

Desde mi ignorancia me surge otra pregunta. Un sistema de referencia se puede mover a una velocidad uniforme, cierto?

No a cualquier velocidad constante, dicha velocidad tiene que ser menor a la de la luz. Las ecuaciones de transformación (la que nos ayudan a traducir mediciones echas en un sistema a otro) sólo funcionan para velocidades menores a la de la luz.

Además, tiene todo el sentido físico. Cualquier sistema de referencia está vinculado a la existencia de observadores, y hasta ahora incluso las observadoras más flaquitas tienen algo de masa, y por lo que hemos dicho antes, no pueden viajar a la velocidad de la luz ni superarla.

Así que un sistema de referencia nunca puede ir a la velocidad de la luz.

Entonces si tengo un sistema de referencia que se mueve a la velocidad de la luz y sobre ese S.R. analizo una partícula sin masa, según este S.R. la partícula no tiene velocidad, entonces no tiene energía, por lo tanto deja de existir???

Esta es otro motivo por el que no puede haber un SR que se mueva a la velocidad de la luz. Hemos dicho que la velocidad de la luz debe ser la misma en todos los sistemas de referencia. Si hubiera un sistema de referencia en que dicha velocidad fuera cero, se rompe la condición que hemos pedido.

Ese sistema de referencia carecería de tiempo propio, luego no seria espaciotemporal y no seria posible como referencia espaciotemporal. Solo es un presente concreto, no hay transcurrir temporal en el ni desde el como referencia.
Por eso, no puedes ponerte en el lugar de un foton

Luego no es un análisis correcto.

Una corrección de tu terminología (a estas alturas ya deberías tener más claro los conceptos).

Los sistemas de referencia no tienen tiempo propio. Tienen tiempo coordenado (la coordenada temporal, t).

Quienes tienen tiempo propio son las partículas (con masa). La definición de tiempo propio es sencilla: el tiempo propio es el tiempo coordenado del sistema de referencia en que dicha partícula está en reposo.

Como no hay sistema de referencia donde un fotón esté en reposo, no tiene tiempo propio.

[Sartie]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

Si el gravitón tuviera masa:

1) Sería una interacción de corto alcance (según el mecanismo de Yucawa).

2) Su velocidad no sería c, cosa que si no me equivoco ya se comprobó experimentalmente hace no muchos años.

ya te digo que ahi no me meto

[Adosgel]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

eso es falso, por ejemplo, todos sabemos qe el oro no es un material magnetico, por tanto, por logia, deducimos que cualquier cantidad de oro no seria magneitca, pero hace un tiempo se midieron muestras de apenas unos pocos nanometros de oro que resultaron ser magneticas.

Que sepamos todos que el oro no es un material magnético, ¿es intuitivo, o experimentalmente cierto como premisa para todos los supuestos?.

Si aplicas un razonamiento lógico a una premisa que no se cumple en todos los casos, el razonamiento te llevara a una conclusión errónea en los casos en los que la premisa no se cumpla y no sea válida. No a fallado el proceso de razonamiento ni la aplicación de la lógica, sino los elementos tomados como premisas.

Lo que quiero decir es que la unica logica que te sirve es aplicar las leyes conocidas y experimentadas a sucesos sobre los cuales se pueden realmente aplicar.

Para ello, primero hay que componer estas "leyes", para lo que tienes que partir de datos experimentales y aplicar deducciones y demás razonamientos lógicos. A fin de cuentas en eso consisten las matemáticas de la física. Pero esas leyes y demás conclusiones de nuestros razonamientos, no pertenecen a la realidad de los sucesos naturales, solo son aplicaciones de la lógica en nuestro mundo platónico, expuestas a ser rectificadas conforme avancemos en la información de los sucesos naturales y con el fin de seguir siendo en la suficiente manera predictivas con la realidad física.

Saludos.

[Sartie]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

Que sepamos todos que el oro no es un material magnético, ¿es intuitivo, o experimentalmente cierto como premisa para todos los supuestos?.

Si aplicas un razonamiento lógico a una premisa que no se cumple en todos los casos, el razonamiento te llevara a una conclusión errónea en los casos en los que la premisa no se cumpla y no sea válida. No a fallado el proceso de razonamiento ni la aplicación de la lógica, sino los elementos tomados como premisas.

Este no es el sitio de discutir esto, pero creo que hace falta una aclaración.
Primero hay que leer bien y despacio. Yo no he dicho en ningún caso que la aceptación del oro o cualquier propiedad de un material sea lógica, no digo que es lógico pensar que el oro es no magnético. En cambio lo que digo es que observando que no es magnético, ¿qué lógica te impulsa a pensar que una muestra de 20nm de oro si es magnética?. en principio ninguna lógica, ya que no hay un camino directo y lógico que lleve a deducir que si partes de una muestra de 20nm y agregas mas muestras de 20nm el comportamiento colectivo final vaya a ser diferente, pero en cambio lo hace.
Una vez que sabes esto, ya tienes la experiencia de saber que al cambiar drásticamente el tamaño de una material las propiedades físicas de este se pueden ver alteradas y por tanto, por lógica uno podría esperar que en mas materiales ocurriese lo mismo.

Como ha dicho Pod, la lógica se basa en la aplicación de nuestras experiencias mas cercanas, por tanto no se debe aplicar a casos en los cuales no se tenga experiencia cercana alguna

[pod]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

Quien quiera discutir la vida y milagros del oro, que abra otro hilo en un lugar apropiado, por favor.

[Adosgel]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

Sartie@-
Tenéis razón, este tema (el de la lógica) se zanja aquí por mi parte. Solo decir que tal como has desarrollado tus argumentos en el ejp. del magnetismo del oro en tu ultima intervención, no tengo nada en lo que discrepar. De hecho, te has servido de un valor intuitivo al suponer que no cambian los valores externos magnéticos al pasar a su composición cristalina macroscópica.

También hay que tener en cuenta que un razonamiento lógicamente correcto no tiene porque darnos un resultado verdadero si se toman premisas y condicionantes falsos; sin embargo seguiria siendo un razonamiento correcto.

Yo no he respondido ningún cómo, he respondido al "por qué" a partir de los postulados de la teoría. Es una pregunta científica, no hay más lugar a interpretaciones, sino que hay postulados de los que se deducen las cosas.

Decir que los postulados dicen esto es muy correcto, pero estéril, porque los postulados no dan una interpretación de el "por que" se cumplen esos postulados en la realidad fisica, que es el trasfondo de la pregunta del hilo.

¿Por qué se da una velocidad máxima a la que pueden influir y ser observados los acontecimientos de una partícula con una localización espacial en otra partícula con otra localización espacial, de acuerdo con la experimentación y los postulados de la Relatividad?.
¿Por qué por mucho que se acelere una partícula con masa (con tiempo propio) sigue teniendo completamente igual de inalcanzable esa velocidad máxima, de acuerdo con la experiencia y los postulados de la Relatividad?.
¿Por qué las partículas sin masa ni tiempo propio solo van a esa velocidad en el vació de acuerdo con la experiencia y los postulados de la Relatividad?.

Yo he intentado responder a esto y dentro de mi torpe e informal manera de expresarme.

Una corrección de tu terminología (a estas alturas ya deberías tener más claro los conceptos).

Los sistemas de referencia no tienen tiempo propio. Tienen tiempo coordenado (la coordenada temporal, t).

Quienes tienen tiempo propio son las partículas (con masa). La definición de tiempo propio es sencilla: el tiempo propio es el tiempo coordenado del sistema de referencia en que dicha partícula está en reposo.

Como no hay sistema de referencia donde un fotón esté en reposo, no tiene tiempo propio.

Pues gracias por corregirme, pero creo que aun así se me ha entendido.

Respecto a que el foton no tiene sistema de referencia... bueno, mi opinión del tema va mas allá, creo que ya lo sabes. Pero esforzadamente por mantener viva la identidad del foton como partícula en un marco espaciotemporal, la burrada de un SR para el foton me llevaría a un SR sin coordenada temporal ... vamos, que desde ese SR no habría acontecimientos ni física que los estudiase .

Saludos.

[pod]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

¿Por qué se da una velocidad máxima a la que pueden influir y ser observados los acontecimientos de una partícula con una localización espacial en otra partícula con otra localización espacial, de acuerdo con la experimentación y los postulados de la Relatividad?.
¿Por qué por mucho que se acelere una partícula con masa (con tiempo propio) sigue teniendo completamente igual de inalcanzable esa velocidad máxima, de acuerdo con la experiencia y los postulados de la Relatividad?.
¿Por qué las partículas sin masa ni tiempo propio solo van a esa velocidad en el vació de acuerdo con la experiencia y los postulados de la Relatividad?.

Todo esto está más o menos explicado en los mensajes anteriores. Si no lo entiendes, me parece muy bien que preguntes. Pero no realices afirmaciones incorrectas, que ya sabes que eso puede confundir a los que no saben distinguir a los que han estudiado y trabajan en estas cosas y a los que simplemente hablan de oído.

[Entro]

Re: Que es lo que hace que un foton viaje a "c"

Esto es muy fácil.

Nada hace que un fotón vaya a c. Simplemente va a c. Fin de la historia.

De donde procede esto, pues básicamente del siguiente punto:

En nuestro universo localmente la física es la correspondiente a la que se daría en un espacio de Minkowski. Es decir, que en un entorno pequeñito alrededor de cualquier punto (un laboratorio por ejemplo) las leyes de la física son las de la relatividad especial porque nuestro espaciotiempo en ese entorno es Minkowski. Eso implica que la métrica es la métrica de Minkowski y eso implica que hay una velocidad privilegiada que es la que llevan las partículas de masa en reposo nula. Y además implica que cualquier otro sistema con masa en reposo no nula no puede alcanzar en ningún caso dicha velocidad.

Por eso un fotón va a c... porque va a c.