Lo que hacen los físicos se entiende por "información"?

Question

Sobre la pregunta de por qué ciertas velocidades (es decir, la velocidad de fase) puede ser mayor que la velocidad de la luz, la gente va a decir algo como:

ya que no importa o "información" es transferido, por lo tanto la ley de la relatividad no es violado.

¿Qué información significa exactamente en este contexto?

Puede ser útil considerar los siguientes escenarios:

Si un láser de barrido a través de un objeto distante, el lugar de la luz del láser puede fácilmente moverse a través del objeto a una velocidad mayor que $c$. Del mismo modo, una sombra proyectada sobre un objeto distante puede ser hecho para moverse a través del objeto más rápido que $c$. En ninguno de los casos la luz de viaje desde la fuente hasta el objeto más rápido que $c$, ni tampoco cualquier información de viaje más rápido que la luz.

Leer más: https://www.physicsforums.com/threads/phase-velocity-and-group-velocity.693782/

Answer 1

En el caso de la relatividad, la "información" se refiere a una señal que refuerza la causalidad. Es decir, si Un evento provoca el evento B, entonces la señal debe viajar de a a B. de lo Contrario, ¿cómo sería B "saber" de que se había producido.

Algunos ejemplos:

• Luz (señal) de una vela (A) golpea el ojo (B), causando que usted lo vea.
• Electricidad (señal) de los flujos de un conmutador conectado (A) a la luz de una bombilla (B), de encenderlo.
• Tu amigo (A) lanza un fajo de papel (señal) que te golpea (B) en la parte posterior de la cabeza, causando que gire a su alrededor para ver quién está tratando de obtener su atención.

En todos estos casos, el efecto (B) viene después de la causa (A) porque debe haber alguna señal de que interactúa con B a causa B a suceder. El término técnico para esto es "lugar." A través de los siglos de estudiar cómo funciona el universo, los científicos han encontrado que todas las causas son locales a sus efectos; no pasa nada, a una distancia sin algo (la luz, el sonido, la materia, etc.) actuando como un intermediario. [1] Si desea interactuar con algún objeto distante (un amigo, un planeta, un objetivo enemigo), usted tiene que ir allí mismo o enviar algo en su lugar (una carta, un satélite, un misil).

Consideremos el caso de un haz de láser de barrido a través de la cara de la Luna. También hay que imaginar que hay dos astronautas, Alice y Bob, en la superficie de la Luna con una gran distancia entre ellos. El punto de láser barre a través de la Luna y cae sobre Alicia y más tarde Bob, con el spot moviendo más rápido que la velocidad de la luz. Entonces, la pregunta es, ¿ que lugar constituyen una causalidad de la señal de Alice a Bob? La respuesta es no, porque nada de lo que Alice no afectará la forma en que el punto se mueve o cuando se mueve o incluso si se mueve. La causa de la luz está en la Tierra y no es local a Alice. Nada Alice no va a cambiar el punto de que Bob se ve.

Hay una manera de que Alice puede utilizar el spot. Ella puede contener hasta un espejo y refleja el rayo láser hacia Bob. El reflejo del haz de láser es una causalidad de la señal debido a que su origen es local a Alice. Alice puede elegir si desea o no reflejar la viga en el Bob. Pero, aviso de que esta señal viaja a la velocidad de la luz. Llegará después de que el punto láser de barrido a través de la superficie.

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[1] Esta es la razón por Einstein y otros se opusieron a quantum entanglement rareza. Parece que la señalización a distancia, pero realmente no es así. Varios matemáticos y los descubrimientos experimentales muestran que ni siquiera enredo "espeluznante acción a distancia" puede transmitir información más rápido que la luz. La teletransportación cuántica ha demostrado en el laboratorio, pero no debe ser más lento que la luz de la señal entre el transmisor y el receptor para que el sistema funcione. Hay demasiado detalle para entrar aquí.

Answer 2

En el contexto de la relatividad y nonproagation de información mayor que la velocidad de la luz entre dos puntos separados $A$$B$, "información" significa cualquier partícula, en función de en un campo (EM, campo cuántico, la curvatura en el espacio-tiempo ...), mensaje y así sucesivamente, que podría permitir que un vínculo causal entre el$A$$B$, es decir, podría hacer $B$'s de la física dependen $A$'s de la presencia (y viceversa).

Por lo tanto, sabemos, por ejemplo, que, en relativista límites, la wonted de calor de la ecuación de difusión de la $(\partial_t-k\,\nabla^2)T=0$ no se puede corregir, para su solución en 1D es una superposición de calor kernels $\frac{1}{\sqrt{4\,\pi\,k\,t}}\exp\left(-\frac{x^2}{4\,\pi\,k\,t}\right)$. Supongamos $A$ se encuentra en $x=0$ e imparte un impulso de calor en $x=0$ (es decir, calienta una pequeña región cerca de $x=0$ intensidad y rapidez) y $B$ $x=L$ ha acordado levantar una bandera tan pronto como $B$ percibe un aumento en la temperatura en $x=L$. La dependencia del tiempo de que el calor del núcleo, podemos ver que la temperatura empieza a subir de a $L$$t=0$, por lo que la señalización de la velocidad en este caso entre el $A$ $B$ sería arbitrariamente rápida y limitada únicamente por la relación señal a ruido de $B$'s de la medición.

A veces se dice que la señal o información de "propagación" de la velocidad en un medio dispersivo es la velocidad de grupo, ya que esta es aproximadamente la velocidad a la que cualquier banda de modulación se propaga en una portadora de onda de luz y, de hecho, esto parece imponer límites de velocidad de $<c$ cuando se aplica a las regiones de dispersión anómala en la óptica de los medios. Pero esto es sólo una aproximación que se rompe muy señales de banda ancha. En última instancia, uno necesita regresar a los básicos de la causalidad de los límites, por ejemplo, que se encuentran por el Paley-Wiener criterio, a trabajar de lo que las limitaciones no deben estar en cosas como la óptica de dispersión.