¿Qué pasaría si la velocidad de la luz fuera mayor?

Question

Me encontré con un pasaje bastante interesante en un libro que intenta desacreditar la teoría de la evolución de Darwin desde un punto de vista cristiano. Una de las cosas que sugería el libro era que no se podía confiar en las diversas formas científicas de medir la edad de los fósiles y las rocas, porque suponen que la tasa de descomposición es constante, algo que el libro sugiere que puede no ser el caso. Supongo que se refiere a la datación por C-14 y métodos similares...

El libro cita entonces "un emocionante teoría (sic) en este contexto" por Barry Setterfield y Trevor Norman que la velocidad de la luz puede no haber sido siempre constante. Que al comparar 160 mediciones de la velocidad de la luz desde el año 1600 hasta hoy (2000), obtuvieron resultados que sugerían que "la velocidad de la luz 8000 hace años ("sorprendentemente", justo en la época en que supuestamente Dios creó la Tierra y luego el universo...), fue 10^7 veces mayor de lo que es hoy". Y según el libro; este cambio en la velocidad de la luz cambiaría la tasa de desintegración, invalidando así el resultado de la datación por C-14.

Personalmente Creo que el cambio de "medida" c se debe más bien a suposiciones iniciales erróneas (por ejemplo, "el éter"), y a errores de medición debidos a una tecnología primitiva (especialmente si empezamos en el año 1600), pero qué sé yo...

Así que, sólo por curiosidad, ¿qué sería ¿pasaría si la velocidad de la luz fuera 10^7 mayor de lo que es?

• ¿Un aumento de la velocidad de la luz cambiaría las tasas de desintegración?
• Cómo ¿cambiarían la tasa de desintegración y los resultados que dependen de ella (como el daing de C-14)?
• ¿Cambiaría el tiempo, por ejemplo, aumentaría la duración de un segundo?
• ¿Qué otra manifestación provocaría un aumento tan grande de la velocidad de la luz (en física)? ¿Algo devastador y cataclísmico?
• ¿Qué pasaría si el aumento fuera (mucho) menor -y tal vez más sobrevivible-, qué efectos tendría en nuestras vidas?

Quizás también podría añadir que una vez leí un libro que intentaba explicar la relatividad y demás a un profano en términos muy sencillos, utilizando mundos alternativos con la física cambiada y luego explorando cuál sería el resultado. En uno de estos mundos la velocidad de la luz era mucho menos - para que el héroe de los libros pudiera realmente bicicleta lo suficientemente rápido como para conseguir el efecto de acercarse a c ... y tomar el tren, causó efectos de distorsión del tiempo para los pasajeros (como la paradoja del "gemelo en la roca que se acerca a la edad").

Como nota al margen, el autor del libro "desacreditando la evolución", parece haber pasado a escribir libros de fantasía para niños/jóvenes adultos - probablemente un uso mucho mejor de sus "talentos"...

Answer 1

La mayoría de las tasas de desintegración química están determinadas por la constante de estructura fina $\alpha$ que indica el acoplamiento de los electrones al campo electromagnético. Del mismo modo, la mayoría de las desintegraciones nucleares vienen dadas por el acoplamiento de Fermi $g$ de la interacción débil. Estos dos parámetros adimensionales vienen dados respectivamente por la siguiente combinación de constantes fundamentales: $$ \alpha = \frac{1}{4 \pi \epsilon_0}\frac{e^2}{\hbar c} \approx \frac{1}{137} \quad \quad g^2 = \frac{8 G_f m_w^2}{\sqrt{2} \hbar^3 c^3} $$ Se puede ver que si la velocidad de la luz aumentara el acoplamiento disminuiría, haciendo que la mayoría de los procesos de desintegración fueran más lentos.

La forma de medir y percibir el tiempo probablemente no cambiaría. Percibimos el tiempo con respecto a la velocidad a la que tienen lugar ciertos procesos electromagnéticos. Si la velocidad de la luz aumentara, estos procesos irían más rápido, pero como resultado, nuestra percepción del tiempo se "aceleraría". Algunas tasas de desintegración nuclear (como la desintegración beta) parecerían ir más lentas con respecto a esta "nueva" medida del tiempo.

Podemos medir la velocidad de la luz en el pasado, observando las tasas de desintegración de ciertos isótopos en el universo primitivo. En principio, esto puede hacerse observando nubes de gas, midiendo su densidad y observando su espectro para determinar la tasa de desintegración de estos isótopos. (Aunque en teoría esto es posible, los márgenes de error que se obtendrían de tal medición son probablemente muy grandes. No sé si ya se ha realizado un experimento tan preciso).

Answer 2

No pasaría nada . Las constantes dimensionales como $c$ se puede poner igual a 1, se puede hacer física sin introducir nunca unidades y dimensiones perfectamente. Me explico aquí cómo se puede derivar el límite clásico de la relatividad especial partiendo de la relatividad especial en unidades naturales, entonces se ve claramente que $c$ es en realidad una constante de escala trivial.

Answer 3

Creo que la pregunta, tal y como la planteas, está respondida de forma acertada por Respuesta del Conde Iblis no pasaría nada porque las constantes acotadas se pueden reescalar mediante un cambio de unidades.

La investigación que creo que quiere seguir es una investigación de lo que pasaría si la relación entre la velocidad de la luz y las constantes de tiempo de otros procesos físicos cambiara: por ejemplo, la relación de $c$ a un metro (longitud del brazo de un hombre) por segundo (periodo de un latido del corazón), tanto objetos físicos como procesos de nuestro mundo cotidiano.

Jerry Schirmer, distinguido usuario de este sitio y doctor en relativismo general que trabaja como ingeniero de software hace el siguiente punto excelente y elegante que el tamaño de $c$ en unidades del SI, es decir la relación anterior, en última instancia, refleja aproximadamente la relación entre los tamaños de las energías liberadas por las reacciones nucleares y químicas para cantidades comparables de reactivos, estas últimas liberan "cantidades cotidianas" de energía, a causa de la fórmula de la energía total de la masa restante $m_0\,c^2$ . Autor novel, relativista general e inventor del gravitómetro (véase el capítulo 16, cuadro 16.5 en Misner, Thorne y Wheeler, "Gravitación" para un resumen del diseño) Robert Forward también exploró ideas similares a las de Jerry en su novela "Huevo de Dragón" . Toda la novela es esencialmente una respuesta a su pregunta; una muestra de las ideas viene dada por la vida y la evolución de los Cheela, una especie de forma de vida realizada en procesos nucleónicos en la superficie de una estrella de neutrones. Debido a la gran velocidad y energía de estos procesos en relación con los químicos (representados por $c^2$ ), un Cheela vive su (uno de los protagonistas se habla definitivamente como mujer) en cuarenta segundos humanos. La vida nucleónica surge de la estrella de neutrones Draco aproximadamente en el año 3000 AEC (tiempos humanos), los primeros análogos de los eucariotas surgen alrededor del año 1000 AEC y los Cheela entran en escena a principios del siglo XXI. En 2032 CE surgen las primeras habilidades cooperativas Cheela y la mayor parte de la historia se desarrolla entre el 22 de mayo y el 21 de junio de 2050 CE, un período que abarca todo lo que reconoceríamos como una "civilización" Cheela. En pocos días, la tecnología Cheela supera ampliamente a la nuestra, descubren cómo sobrevivir en entornos de baja gravedad y así establecen contacto con nosotros.

Así que, en resumen, $c$ controla el ritmo de los procesos nucleares en relación con los cotidianos. Esto es lo que, creo, quiere decir YogiDMT en su comentario:

El universo explotaría

es decir si $c$ eran mucho más grandes en relación con $1{\rm ms^{-1}}$ En este caso, las estrellas agotarían su combustible mucho más rápido y es muy posible que la vida tal y como la conocemos no hubiera tenido tiempo de evolucionar.

Answer 4

El radio del horizonte de sucesos o de Schwarzschild cambiaría y se haría más pequeño.

Answer 5

Muchas, muchas cosas cambiarían, pero el tiempo tal y como lo observamos no cambiaría. En concreto, la velocidad a la que vibra el cesio (que se utiliza para definir un segundo) seguiría siendo la misma.

Sin embargo, sigue siendo una pregunta interesante, así que veamos qué sería cambiar. Sin ningún orden en particular...

Si la velocidad de la luz fuera mayor, cosas como las ondas de radio, que son luz, llegarían más rápido. Las cosas relacionadas con la velocidad de la luz, como las señales eléctricas, también llegarían más rápido.

La velocidad de la luz también tiene importancia en la electrodinámica. Por ejemplo, puede obtenerse a partir de las constantes fundamentales $\epsilon_0$ y $\mu_0$ que describen, respectivamente, la facilidad con la que los campos eléctricos y magnéticos atraviesan el espacio vacío.

Permitancia del espacio libre: $$\epsilon_0 = 8.854 \cdot 10^{-12} \frac{s^4A^2}{m^3kg} $$

Permeabilidad del espacio libre: $$ \mu_0 = 1.2566 \cdot 10^{-6} \frac{m\space kg}{s^2A^2} $$

Juntos, dan la velocidad de la luz al seguir

$$\sqrt \frac {1}{\epsilon_0 \mu_0} = c$$

Por lo tanto, si c aumentó, entonces el producto de $\epsilon_0$ y $\mu_0$ disminuiría, lo que cambiaría los valores (aunque no se puede saber cuáles aumentarían o disminuirían). Dado que estos valores se utilizan para calcular las fuerzas magnéticas y eléctricas, su intensidad cambiaría. Esto significa que las herramientas de precisión que utilizan la fuerza magnética o eléctrica tendrían que ser recalibradas (su disco duro, por ejemplo).

La relatividad es otro campo que tendríamos que modificar. En este ámbito, la velocidad de la luz es el límite de velocidad cósmica; la información de cualquier tipo tiene prohibido moverse más rápido que c. Si la velocidad de la luz cambiara, los efectos relativistas cambiarían. Por ejemplo, observaríamos menos dilatación del tiempo. Por ejemplo, los satélites GPS deben registrar con mucha precisión el tiempo que tarda la luz en llegar a ellos, ya que si se desvía incluso un microsegundo, la posición se desviaría varios cientos de metros. Según la relatividad general, la presencia de un campo gravitatorio afecta al paso del tiempo: cuanto más fuerte es el campo, más lento pasa el tiempo. Y como los satélites GPS están más lejos de la Tierra, funcionan más lentamente que nuestros relojes terrestres. 44 $\mu s$ más lento cada día, para ser precisos. Así que tu google maps dejaría de funcionar.

Hay, por supuesto, muchas más cosas que cambiarían, pero a mi entender, ninguna de ellas supondría un desastre; no es que no se notara que el ordenador, el teléfono móvil, o para el caso la mayoría de nuestra tecnología, dejara de funcionar de forma óptima, pero lo más probable es que no causara una destrucción masiva de nuestro universo. Sólo tendríamos que recalibrar nuestros aparatos electrónicos, y luego disfrutar de un internet muy rápido.

Salud.