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Hilo: Percepción de tiempo de un fotón.

  1. #1
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    Predeterminado Percepción de tiempo de un fotón.

    Buenas a todos, tengo una pregunta rondándome la cabeza hace algún tiempo:

    Si un vehiculo, el que sea, tiene una velocidad mayor q la de un observador, el tiempo para dicho vehículo pasará más despacio respecto al observador. Creo que esto es correcto (dicho con mis palabras profanas), la pregunta es la siguiente:

    Un fotón tarda más o menos 8 minutos en ir del Sol a la Tierra, siendo nosotros los observadores, pero ¿Para el fotón cuánto tiempo pasa desde q sale del Sol hasta que llega?

  2. #2
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    Predeterminado Re: Percepción de tiempo de un fotón.

    Cita Escrito por Diduco Ver mensaje
    Buenas a todos, tengo una pregunta rondándome la cabeza hace algún tiempo:

    Si un vehiculo, el que sea, tiene una velocidad mayor q la de un observador, el tiempo para dicho vehículo pasará más despacio respecto al observador. Creo que esto es correcto (dicho con mis palabras profanas), la pregunta es la siguiente:

    Un fotón tarda más o menos 8 minutos en ir del Sol a la Tierra, siendo nosotros los observadores, pero ¿Para el fotón cuánto tiempo pasa desde q sale del Sol hasta que llega?

    Aqui que te respondan los expertos, pero a riesgo de equivocarme yo diria que tarda cero segundos

  3. El siguiente usuario da las gracias a Sartie por este mensaje tan útil:

    Diduco (04/08/2009)

  4. #3
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    Predeterminado Re: Percepción de tiempo de un fotón.

    No se puede definir el tiempo de un fotón. El "tiempo propio" se define como el tiempo que transcurre en un reloj solidario en todo momento a la partícula en cuestión; pero ningún reloj puede ir a la velocidad de la luz, así que no puede haber un reloj solidario a un fotón. En consecuencia, el fotón no tiene tiempo propio, no tiene sentido preguntarse el tiempo visto desde el fotón; él no puede ver el tiempo.

    Ahora bien, lo que sí se puede hacer es considerar una partícula que va a velocidad v, y entonces tomar el límite en que v se aproxima mucho a c. En ese caso, lo que se ve es que el tiempo propio tiende a cero, que supongo es lo que quería decir Sartie. Pero "aproximarse mucho a c" no es lo mismo que "ser exactamente c".
    La única alternativo a ser Físico era ser etéreo.
    @lwdFisica

  5. El siguiente usuario da las gracias a pod por este mensaje tan útil:

    Diduco (04/08/2009)

  6. #4
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    Predeterminado Re: Percepción de tiempo de un fotón.


    Si me permitís, añadiré una idea sobre este asunto, puesto que yo también tiendo a abordarlo con el enfoque clásico. Si me salgo de madre ruego que me perdonéis, pero creo que es interesante exponer este punto de vista.

    La cuestión de la velocidad de la luz no atañe solamente a tiempos y espacios. Hablar de la velocidad de la luz es hablar sobre uno de los límites del universo, un extremo donde todas nuestras nociones intuitivas pierden sentido puesto que éstas están basadas en nuestro universo conocido, en el que podemos vivir precisamente porque es moderado y no extremo. Así, podemos comparar la pregunta de qué se siente al viajar a la velocidad de la luz con otra que dijera: ¿qué pasaría si cogiéramos una silla y nos sentáramos en el borde del universo? Son suposiciones en las que solamente podemos elucubrar y guiarnos por los cálculos matemáticos que nos indican extremos que no somos capaces de razonar intuitivamente.

  7. El siguiente usuario da las gracias a Afisionado por este mensaje tan útil:

    Diduco (04/08/2009)

  8. #5
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    Predeterminado Re: Percepción de tiempo de un fotón.

    Muchas gracias por las respuestas, pero, cómo va a ser cero? Entonces bajo el punto de vista del fotón, no digamos que va a c, (parece que al meter c en una ecuación se nos viene todo abajo) supongamos que viaja a través de un medio que lo relentiza, tardaría lo mismo en viajar del Sol a la Tierra que de una estrella a varios años luz? Tardaría cero?

    Perdón si estoy diciendo alguna barbaridad, éste no es mi terreno.
    Última edición por Diduco; 04/08/2009 a las 23:44:28. Razón: Añadir una frase

  9. #6
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    Predeterminado Re: Percepción de tiempo de un fotón.

    Cita Escrito por Diduco Ver mensaje
    Muchas gracias por las respuestas, pero, cómo va a ser cero? Entonces bajo el punto de vista del fotón, no digamos que va a c, (parece que al meter c en una ecuación se nos viene todo abajo) supongamos que viaja a través de un medio que lo relentiza, tardaría lo mismo en viajar del Sol a la Tierra que de una estrella a varios años luz? Tardaría cero?

    Perdón si estoy diciendo alguna barbaridad, éste no es mi terreno.
    Como ya he dicho, no es que sea cero, es que el fotón no puede llevar un reloj consigo, por que los relojes no pueden ir a la velocidad de la luz. Para el fotón, el tiempo no existe...

    Por otra parte, los fotones no se ven ralentizados al viajar por un medio. Los fotones viajan siempre a la velocidad de la luz. De hecho, para los fotones no existen los "medios". Recuerda que los medios materiales están hechos de átomos, y los fotones son tan pequeños que pasan entre ellos.

    De vez en cuando chocan con uno, y entonces son absorbidos: el fotón desaparece. Un tiempo más tarde, por conservación de la energía, el átomo vuelve a emitir otro fotón. Si uno lo mira desde lejos, parece que el fotón ha tardado un poco más en recorrer la misma distancia. Y de ahí uno puede sacar una velocidad efectiva de la luz en un medio. Pero no es que los fotones vayan más lentos, es que desaparecen un rato cuando chocan con átomos.
    La única alternativo a ser Físico era ser etéreo.
    @lwdFisica

  10. El siguiente usuario da las gracias a pod por este mensaje tan útil:

    Diduco (05/08/2009)

  11. #7
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    Predeterminado Velocidad de la luz (relativa)

    Buenos días.

    El otro día, intentado entender algo que leía de Roger Penrose, se me pasó por la cabeza una idea que me ha confundido un poco. Agradecería si alguien me ayuda a aclararme.

    Parto de la base de que todo movimiento es relativo a otro sistema de referencia. El movimiento en sí mismo no existe.

    Pensando en la luz y su velocidad, estaba imaginando que nosotros vemos (si pudiéramos verlos) moverse a los fotones a 300.000 kms/sg.

    Suponía entonces que si un fotón pudiera ver, él se vería quieto, y en cambio vería que somos nosotros a los que pasamos a 300.000 kms /sg.

    Y entiendo que esto es un problema, porque estaría viendo a objetos materiales moviéndose a la velocidad de la luz, lo cual no es posible.

    Dicho de otra manera. Los fotones tendrían que desarrollar una física en la que estuviera permitido que los objetos materiales se muevan a la velocidad de la luz. Y las partículas sin masa estarían quietas, con lo que desaparecerían, porque hasta donde yo sé la masa del fotón en reposo es cero.

    ¿Dónde está el error del argumento?
    Última edición por Pola; 24/01/2018 a las 08:56:17.

  12. #8
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    Predeterminado Re: Velocidad de la luz (relativa)

    No puedo desarrollar mucho la respuesta pero aportaré un poco. Del segundo postulado de la relatividad especial se deduce directamente que no existe ningún sistema de referencia inercial que observe la luz moverse a una velocidad distinta de 'c'. Osea de ninguna manera se podría observar a la luz estar quieta. No se puede fijar un sistema en un fotón.

  13. El siguiente usuario da las gracias a Lindilo por este mensaje tan útil:

    Penrose (23/01/2018)

  14. #9
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    Predeterminado Re: Velocidad de la luz (relativa)

    Cita Escrito por Pola Ver mensaje
    Parto de la base de que todo movimiento es relativo a otro sistema de referencia.
    El movimiento se expresa en un sistema de referencia como un cambio de la coordenada posición correspondiente a un cambio en la coordenada tiempo.



    Cita Escrito por Pola Ver mensaje
    El movimiento en sí mismo no existe.
    El movimiento absoluto no existe.


    Cita Escrito por Pola Ver mensaje
    Pensando en la luz y su velocidad, estaba imaginando que nosotros vemos (si pudiéramos verlos) moverse a los fotones a 300.000 kms/hr.
    299792.458 km/seg\approx 300000 km/s

    Cita Escrito por Pola Ver mensaje
    Suponía entonces que si un fotón pudiera ver, él se vería quieto,
    Siempre el observador está en reposo con sigo mismo, y ya te explicaron que es imposible fijar un sistema de referencia que viaje a la velocidad de la luz, nada con masa puede viajar a esa velocidad. Por eso...


    Cita Escrito por Pola Ver mensaje
    en cambio vería que somos nosotros a los que pasamos a 300.000 kms /hrs.
    Esta frase es falsa,y suponiendo por un instante que fuera cierta, supon que existe un observador que esta en reposo otro que se mueve con respecto a el a 1 m/s, otro a 100 m/s, otro a 10 km/s otro a 1000 km/ y otro 100000 km/s todos miden la velocidad de la luz y obtienen c luego si viajas a c a que velocidad se vería a cada uno, como explicas su diferencia de velocidades relativa? vez la incongruencia, conclusión, no se puede establecer un SRI que se mueva a velocidad c.

    Cita Escrito por Pola Ver mensaje
    Y entiendo que esto es un problema, porque estaría viendo a objetos materiales moviéndose a la velocidad de la luz, lo cual no es posible.
    Cierto, como no hay sistemas de referencia privilegiados "con características especiales que lo hagan diferente de los otros", no puede que permitir observar objetos con masa que se muevan a velocidad luz, ergo ese sistema de referencia entonces no existe.

    Cita Escrito por Pola Ver mensaje
    porque hasta donde yo sé la masa del fotón en reposo es cero.
    No existen los fotones en reposo, el resto de la frase también es falso.

    Saludos
    Última edición por Richard R Richard; 25/01/2018 a las 01:36:59. Razón: ortografia
    Saludos \mathbb {R}^3

  15. 2 usuarios dan las gracias a Richard R Richard por este mensaje tan útil:

    Jaime Rudas (24/01/2018),Maq77 (24/01/2018)

  16. #10
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    Predeterminado Re: Velocidad de la luz (relativa)

    Buenos días.

    Dejo de lado el lapsus sobre la velocidad de la luz, que me hubiera dado una matrícula en cualquier examen de la Universidad de Ciencias Físicas y vuelvo al origen de mi consulta.

    En primer lugar, quiero dar las gracias por las respuestas.

    Pero la verdad es que creo que es una situación bastante insatisfactoria para todos.

    Entiendo que la velocidad de la luz es una constante absoluta, y que todos los sistemas de referencia independientemente de la velocidad a que se muevan unos respecto a otros, miden la misma velocidad de la luz: 300.000 kms/sg.

    Si voy a 299.999 kms/sg y mido la velocidad de cualquier rayo de luz, veré que viaja a 300.000 kms/sg.

    Y si aumento mi velocidad 1 km/sg más ¿qué ocurre?

    Entiendo que la situación que planteo da lugar a una inconsistencia, pero eso no es razón para no plantearla. No lo digo por vosotros, pero uno se queda con la impresión de que la postura oficial de la ciencia es que se ha tropezado con una pregunta incomoda y la respuesta es: no la plantees.

    Un fotón es una partícula más de las que existen en éste mundo y no se entiende porqué razón no se puede ligar a él un sistema de referencia. Parece un dogma. ¿Hay alguna demostración que haga ver qué consecuencias se producen cuando se plantea éste problema? ¿Dónde podría consultarla?

    Si yo fuera un fotón, y viajara la lado de otro fotón y lo mirase, para mi su velocidad sería 0. Creo que simplemente observaría que oscila arriba y abajo, pero sin moverse
    Última edición por Pola; 24/01/2018 a las 13:11:26.

  17. #11
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    Predeterminado Re: Velocidad de la luz (relativa)

    Insisto en que mis conocimientos sobre relatividad son introductorios, pero intentaré ayudar. Corrijanme si me cuelo.


    Si observas un rayo viajar a 'c', y aumentas tu velocidad en la dirección del rayo, seguirás midiendo 'c', es lo que dice la relatividad especial.


    Lo que pasa es que directamente tú estás planteando que el segundo postulado de la relatividad especial no se cumpla. El caso es que si se admite que su cumplen ambos postulados, entonces la teoría que se obtiene concuerda con los experimentos incluso cuando la mecánica clásica falla.
    Osea que si creas un experimento en el que mides la velocidad de un rayo y aumentas tu velocidad y vuelves a medir, entiendo yo que los resultados concordarían con la relatividad especial.


    Yo diría que en cierto modo sí que es un dogma, son dos postulados y no tienen demostración que yo sepa, pero funcionan. (Aquí no sé si me habré colado :P)
    Me imagino que habrá otras teorías físicas que echen más luz sobre el tema, pero lo desconozco.
    Última edición por Lindilo; 24/01/2018 a las 14:59:17.

  18. #12
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    Predeterminado Re: Velocidad de la luz (relativa)

    Hola, vengo a comentar una cosilla de tu planteamiento Pola:
    Cita Escrito por Pola Ver mensaje
    Si voy a 299.999 kms/sg y mido la velocidad de cualquier rayo de luz, veré que viaja a 300.000 kms/sg.

    Y si aumento mi velocidad 1 km/sg más ¿qué ocurre?
    Lo que ocurre es que nunca obtendrás la energía suficiente como para aumentar tu velocidad en 1 km/s. Podrás aumentar tu velocidad, por supuesto, pero siempre te irás acercando a la velocidad de la luz sin llegar a alcanzarla nunca. Más en general, cualquier ente físico con masa no puede alcanzar la velocidad de la luz por este mismo motivo. En algunos libros de divulgación podrás leer esta argumentación bajo la forma "para llegar a la velocidad de la luz necesitas energía infinita y eso es imposible".
    Última edición por Weip; 24/01/2018 a las 15:01:05.
    \dst\oint_S \vec{E} \cdot \dd \vec{S}=\dst\frac{Q}{\epsilon_0}

  19. #13
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    Predeterminado Re: Velocidad de la luz (relativa)

    Cita Escrito por Pola Ver mensaje
    Si voy a 299.999 kms/sg y mido la velocidad de cualquier rayo de luz, veré que viaja a 300.000 kms/sg. Y si aumento mi velocidad 1 km/sg más ¿qué ocurre?
    La respuesta que te han dado es la correcta; no puedes incrementar la velocidad de un observador hasta la velocidad de la luz. No puede existir un observador que se mueva respecto de otro a la velocidad de la luz. En consecuencia, no puedes situar un observador solidario a un rayo de luz; la luz no puede ser observadora, no puede realizar mediciones.

    Sin embargo, quisiera llamar la atención a dos puntos que se han obviado hasta el momento. El primero de ellos es que la velocidad de la luz no es de 300 000km/s; eso es una aproximación. La velocidad de la luz es, exactamente y por definición, de 299 792,458km/s. Por lo general, la aproximación a 300mil es suficiente para la mayoría de cosas, pero en el momento en que escribes "299.999kms/sg" (sic, las unidades no se deberán escribir así) es conveniente recordar que la cifra no es exacta.

    Lo segundo sobre lo que quiero llamar la atención son expresiones como "si aumento mi velocidad 1 km /sg" (sic, de nuevo "sg" es incorrecto para hablar de segundos). Siempre es necesario referir una velocidad, o un cambio de velocidad, respecto de un sistema de referencia. Decir "aumento mi velocidad" sin mencionar respecto de qué sistema de referencia haces la medición significa que aún estás en el paradigma mental del movimiento absoluto. Y no lo digo por ser quisquilloso, lo digo porque esta forma de hablar refleja que aún no has interiorizado la relatividad completamente.

    Una forma más correcta de plantear la situación que propones es la siguiente: utilizas un sistema de referencia respecto del cual tu velocidad es de 299 791,458km/s en una dirección. Entonces, te planteas la aparición de una fuerza que incremente la velocidad en esa misma dirección, y te preguntas en qué pasará cuándo esa fuerza incremente la velocidad hasta superar los 299 792,458km/s respecto ese mismo sistema de referencia. La respuesta que te han dado Lindilo y Weip es la correcta: simplemente, tu velocidad respecto ese sistema de referencia nunca alcanzará esa cifra.

    Con más detalle: una misma fuerza (medida desde el sistema de referencia elegido) provoca una aceleración (medida desde el sistema de referencia elegido) cada vez menor cuando la velocidad (medida desde el SR) es mayor. Es decir, la misma fuerza cada vez provoca una aceleración menor, hasta el punto que tiende a cero y nunca permite que la velocidad (medida desde el SR) supere la velocidad de la luz. Nota: Este es un razonamiento análogo al de la energía infinita, aunque creo que se encaja algo mejor en la explicación.

    Fíjate que en todo esto es importante que todas las mediciones (la velocidad inicial, la fuerza, la aceleración y la velocidad final) han sido realizaras en un sistema de referencia concreto, siempre el mismo. Pero, obviamente, tenemos potestad de elegir el sistema de referencia que nos de la gana; por ejemplo, podemos elegir un sistema de referencia donde tú empiezas parado antes de que aparezca la fuerza. Obviamente, este segundo SR se mueve respecto del primero a una velocidad relativa de 299 791,458km/s. Fíjate que, visto desde el 1r sistema de referencia tú nunca podías ganar el 1km/s que te faltaba. Sin embargo, visto desde este segundo sistema de referencia no hay ningún problema con que superes esa diferencia de velocidades. De hecho, la aceleración medida en el 2o SR será mayor que la medida en el 1o, y si se mantiene durante tiempo suficiente superarás con creces la velocidad 1km/s (respecto el 2o SR). En este segundo SR los efectos relativistas aparecerán si la fuerza se mantiene el suficiente tiempo como para que tu velocidad (relativa al 2o SR) se aproxime a la velocidad de la luz, en ese caso es cuando verás como la aceleración causada por la misma fuerza será cada vez menor.
    Última edición por pod; 24/01/2018 a las 15:44:22.
    La única alternativo a ser Físico era ser etéreo.
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  20. #14
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    Predeterminado Re: Velocidad de la luz (relativa)

    Cita Escrito por pod Ver mensaje
    ... una misma fuerza (medida desde el sistema de referencia elegido) provoca una aceleración (medida desde el sistema de referencia elegido) cada vez menor cuando la velocidad (medida desde el SR) es mayor. Es decir, la misma fuerza cada vez provoca una aceleración menor, hasta el punto que tiende a cero y nunca permite que la velocidad (medida desde el SR) supere la velocidad de la luz. Nota: Este es un razonamiento análogo al de la energía infinita, aunque creo que se encaja algo mejor en la explicación.
    Sobre este tema (fuerza) hay ejemplo numérico aquí: http://forum.lawebdefisica.com/threa...637#post160637

    Sobre el mismo tema, el ejemplo numérico (energía) está aquí: http://forum.lawebdefisica.com/threa...590#post160590 y aquí: http://forum.lawebdefisica.com/threa...580#post160580

    Saludos.

  21. #15
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    Predeterminado Re: Velocidad de la luz (relativa)

    Muchas gracias de nuevo por vuestras respuestas, que siempre ilustran.

    Entiendo lo que me decís y conozco el paradigma que sostiene las respuestas, al menos al nivel que puede conocerlo un profano interesado desde hace tiempo en el tema.

    Lo que pasa es que, salvando las distancias, estoy tratando de plantearme un ejercicio mental a la manera que lo hacía Einstein. Vuelvo a subrayar lo de la distancia…

    Si los fotones, que son objetos sin masa y pueden viajar a la velocidad de la luz, pudieran ver y pensar, verían lo que planteaba al principio:

    1. Objetos con masa que se acercan a la velocidad de la luz.
    2. Fotones en estado de reposo (oscilantes).

    Puede que esto sea un crimen, pero es lo que verían. La respuesta de que un fotón no puede ver es obvia. Pero creo que se puede plantear el ejercicio mental y pensar en las posibles respuestas, más allá del “no es posible”.

    ¿O no?

    Finalmente el fotón es un ente más de los que se estudian en física, y parece una duda razonable el pensar en cómo se entenderían las cosas desde su "punto de vista" (lease sistema de referencia).

    Si es posible: ¿Cuál sería la respuesta? Quiero decir: ¿cómo podría explicarse eso que ven?
    Última edición por Pola; 24/01/2018 a las 16:53:51.

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