¿Puede una sombra moverse más rápido que la velocidad de la luz?

Question

Sólo soy un profano sin formación científica real.

(a) No sé muy bien qué es una sombra. Algunos dicen que es la ausencia de algo (¿un fotón?) y que, por tanto, no está sujeta a las leyes de la física. Pero yo sé cuándo estoy en una sombra y cuándo a la luz del sol... eso es "información", y pensaba que el flujo de información no puede romper el límite de la velocidad de la luz.

(b) Otros utilizan el ejemplo del puntero láser y el movimiento de la muñeca para hablar de puntos láser que se mueven a una velocidad superior a la de la luz. Pero eso no puede ser cierto, ¿verdad? Los fotones del punto láser tienen que viajar de A a B y (después del movimiento de muñeca) de A a C... pero los fotones se mueven todos a la velocidad de la luz - no hay infracción de la ley al mover el punto láser del punto B al punto C porque los fotones se mueven de A a B o de A a C... la distancia de B a C no es material (¿verdad?).

(c) Además, ¿puede pensarse en una sombra como un hueco en un flujo de fotones? Por ejemplo, si interrumpo un haz de fotones individuales, ¿puedo pensar en él como, por ejemplo, PPPSSSPPPSSSPPPSPPP, etc., donde P = fotones y S(sombra) = ningún fotón y, si es así, la "SSS" viaja efectivamente a la velocidad de la luz... no más rápido?

Answer 1

Imagina poner en fila 10 despertadores. Ahora configura el primero para que suene a las A las 12 en punto. agudo, el segundo en sonar 1 segundo después de las 12 el tercero en sonar 2 segundos después de las 12 el cuarto 3 segundos después etc.

Parecerá una extensión de timbre que fluye continuamente. Como si la primera alarma iniciara la segunda, la tercera, la cuarta, etc. En mira como se difunde la información. Pero sabemos que esto es sólo una ilusión - sabemos que todos ellos son sólo preestablecido para por coincidencia anillo en este orden.

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El sonido del despertador depende de la presintonía y no del reloj del vecino. Del mismo modo, la aparición y desaparición de un fotón depende de la fuente de luz y no del punto vecino. Que parezcan ordenados es sólo una ilusión, una coincidencia (deliberada).

(Tú mismo lo has explicado básicamente con el ejemplo del parpadeo de la luz).

Answer 2

En simple la respuesta es sí; una sombra puede moverse más rápido que la velocidad de la luz. Pero esto no infringe ninguna ley física, porque una sombra no es un objeto real. Una sombra es la ausencia de luz.

Por ejemplo, si proyectas la sombra de tu mano sobre la Luna y luego mueves la mano, tu sombra habría recorrido tantos kilómetros en sólo un segundo que superaría la velocidad de la luz.

Answer 3

Una sombra no es un objeto, puedes hacerla viajar tan rápido como quieras. Si proyectas una luz sobre una superficie complicada, y apagas la luz, dependiendo de la topografía de la superficie, encontrarás líneas a lo largo de las cuales la región oscurecida se extiende a una velocidad infinita.

Answer 4

La relatividad especial sólo prohíbe 1 superlumínico comunicación . Un fenómeno puede moverse más rápido que la luz si no hay forma de utilizar ese movimiento para enviar un mensaje.

Suponga que se encuentra en el borde de una sombra proyectada por un objeto en movimiento muy lejano. Puedes observar cómo se mueve la sombra, y es posible que su borde se mueva más rápido que la velocidad de la luz.

Ahora supongamos que el objeto se mueve de un lado a otro porque un amigo tuyo lo está moviendo, y los dos habéis acordado un esquema para codificar un mensaje en la forma en que se mueve la sombra.

¿Puede tu amigo enviarte un mensaje más rápido que la velocidad de la luz? No. ¿Por qué? Porque cada movimiento del borde de la sombra propaga de ellos para ti exactamente a la velocidad de la luz.

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1 Técnicamente, no es la relatividad especial la que hace la prohibición. Lo que la relatividad especial dice en realidad es que siempre que una señal portadora de información viaje más rápido que la luz en algún marco de referencia, habrá otro marco de referencia en el que se mueva hacia atrás en el tiempo. Como ambos marcos son igualmente válidos, y los físicos suelen suponer que el viaje hacia atrás en el tiempo es imposible, concluyen que la comunicación superlumínica también es imposible.