Haga un viaje de velocidad a través del sistema solar a partir del Sol.
Lo hemos escuchado una y otra vez. Ningún objeto material puede viajar teóricamente más rápido. A todos los efectos prácticos, solo la luz es lo suficientemente ligera como para viajar a la velocidad de la luz.
Moviéndose con tanta prisa, un rayo de luz puede deslizarse alrededor de la Tierra 8 veces en solo un segundo. Un viaje a la luna lleva solo 1.3 segundos. Rápido seguro pero desafortunadamente no lo suficientemente rápido. Presiona reproducir en el video y pronto sabrás a qué me refiero. La vista comienza en el Sol y viaja hacia el sistema solar a la velocidad de la luz.
Distancia del planeta en AU Tiempo de viaje ............................................ ........................ Mercurio 0.387 193.0 segundos o 3.2 minutos Venus 0.723 360.0 segundos o 6.0 minutos Tierra 1.000 499.0 segundos o 8.3 minutos Marzo 1.523 759.9 segundos o 12.6 minutos Júpiter 5.203 2595.0 segundos o 43.2 minutos Saturno 9.538 4759.0 segundos o 79.3 minutos Urano 19.819 9575.0 segundos o 159.6 minutos Neptuno 30.058 14998.0 segundos o 4.1 horas Plutón 39.44 19680.0 segundos o 5.5 horas ..................... ..............................................
Distancias y tiempos de luz a los planetas y Plutón (de Alphonse Swinehart)
Primero puede pensar que moverse tan rápido nos llevará rápidamente a través de las órbitas de los ocho planetas. No debería haberme sorprendido, pero me encontré impaciente cuando Mercury voló ... después de 3.2 minutos. ¡La Tierra todavía estaba a 5 minutos y Júpiter otros 40! Es por eso que el video se corta en Júpiter: nadie se quedaría con la aparición de Plutón 5 1/2 horas después.
Como el video demuestra tediosa pero efectivamente, vivimos en un sistema solar donde unos pocos planetas están separados por vastos espacios. Ni siquiera la luz es lo suficientemente rápida como para satisfacer la necesidad humana de velocidad. Pero solo para poner las cosas en perspectiva, el objeto humano actual más rápido es el de la NASA. Voyager I nave espacial, que recientemente alcanzó el espacio interestelar viajando a 38,000 mph (17 km / seg) o casi 18,000 veces más lento que la velocidad de la luz.
Exploremos más a fondo. Cualquier objeto material, un Skittle, por ejemplo, moverse tan rápido se volvería infinitamente masivo. ¿Por qué? Necesitarías una cantidad infinita de energía para acelerar el Skittle a la velocidad exacta de la luz. Como la materia y la energía son dos caras de la misma moneda, toda esa energía crea un Skittle infinitamente masivo. Dulce venganza si alguna vez hubo.
Sin embargo, puede acelerar el caramelo en forma de píldora a una velocidad de luz del 99.9999% con una cantidad finita de energía increíblemente grande. Einstein está bien con eso. Aquí está lo raro. Si viajaras a la velocidad de la luz, se vería como un dulce perfectamente normal, pero si lo vieras desde el mundo exterior, el dulce sería el universo entero. Ambos puntos de vista son igualmente válidos, y esa es la esencia de relativamente.
Dualidad onda-partícula de luz
Para imaginar mejor un día en la vida de un fotón, vamos a dar un paseo. Los fotones son la forma de partículas de luz, que durante mucho tiempo solo se entendió como olas de energía electromagnética. En la rareza del mundo cuántico, la luz es tanto una partícula como una ola. Desde nuestra perspectiva, un fotón se rompe a 186,000 millas por segundo, pero para el fotón mismo, el mundo se detiene y el tiempo se detiene. Los fotones están en todas partes a la vez. Omnipresente. No pasa tiempo para ellos.
En la teoría de la relatividad, el movimiento de cualquier cosa se define completamente desde el punto de vista del observador. Desde la perspectiva del fotón, está en reposo. Desde el nuestro, se mueve a través del tiempo y el espacio. Todos tenemos nuestro propio "marco de coordenadas", de modo que donde sea que estemos, estamos en reposo. Eso es relatividad para ti: todos los marcos son igualmente válidos.
Digamos que estás en un avión. Esa triste bolsa de pretzels que le acaban de entregar está en reposo porque está en su marco de coordenadas. La persona a su lado también está en reposo (y con suerte no ronca). Incluso el avión está en reposo. Según Einstein, es igual de válido imaginarse el mundo fuera de la ventana del avión moviéndose mientras el avión permanece en reposo. La próxima vez que vueles, cierra los ojos una vez que el avión alcance la altitud y una velocidad constante. Escuchará el ruido de los motores, pero no hay forma de saber que realmente se está moviendo.
La relatividad también predice que contrato de objetos en la dirección de su movimiento. Por extraño que parezca, esto ha sido verificado por muchos experimentos. Cuanto más rápido viajan las cosas, más se contraen.
El efecto no se nota hasta que un objeto se acerca a la velocidad de la luz, pero el servicio Apollo 10 y los módulos de la tripulación alcanzaron una velocidad de 0.0037% de la velocidad de la luz. Desde la perspectiva de alguien en el suelo, el módulo de 11.03 metros de longitud se redujo en aproximadamente 7.5 nanómetros, una cantidad extremadamente pequeña pero medible. (Una hoja de papel tiene un grosor de 100,000 nanómetros). Del mismo modo, las distancias se contraen, tocando fondo a cero a la velocidad de la luz.
La contracción de la longitud ocurre porque un observador estacionario ve que el tiempo del viajero de una nave espacial rápida avanza más lentamente. Dado que la luz se mide en unidades de tiempo (segundos luz, años luz) para que los dos acuerden la velocidad de la luz (una constante en todo el universo), la "regla" del viajero debe ser más corta. Y realmente es desde tu perspectiva estacionaria si pudieras mirar de alguna manera dentro de la nave. Viajando a una velocidad de la luz del 10%, una nave espacial de 200 pies se reduce a 199 pies. ¡Con un 86.5%, mide 100 pies o la mitad del tamaño y con un 99.99% solo 3 pies!
Hemos viajado mucho hoy, sentados en silencio en nuestros marcos de referencia.
