Si el espacio-tiempo se está expandiendo, ¿no debería afectar la velocidad de la luz (ya que es esencialmente una propiedad del espacio-tiempo mismo)?

Answer 1

Ouch Tu pregunta me hizo repensar mi comprensión de cómo se determina la velocidad de la luz. Y no me preocupan las respuestas enlatadas o el conocimiento popular. Espero que realmente estés buscando un entendimiento.

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Para aquellos que creen que la luz siempre atraviesa el espacio a la misma velocidad, ¿puedo señalar la definición de “c” según Wikipedia?

“La velocidad de la luz en el vacío, comúnmente denominada c, es una constante física universal importante en muchas áreas de la física. Su valor preciso es 299792458 metros por segundo (aproximadamente 3.00 × 108 m / s)”

Me gustaría señalar que “c” solo se aplica a la velocidad de la luz en el vacío. Implicado es que no es “c” en un campo gravitacional. No es “c” atravesar una sustancia.

La luz se ajusta a las métricas (leyes físicas) de cualquier ubicación, ya que atraviesa el espacio a la velocidad máxima de propagación de fuerza para esa ubicación. Cuando digo propagación de la fuerza en este contexto, me refiero a la radiación electromagnética y las ondas gravitacionales. Ambos se propagan a la misma velocidad. Lo siento si eso suena confuso. Esta es una forma diferente de decir que la luz se ajusta al espacio que está atravesando.

Por eso se dice que las leyes de la física son las mismas para todos los objetos que comparten un marco de referencia común. Pero medir la luz de un marco diferente que tiene métricas diferentes es una historia diferente. Por ejemplo. La luz que pasa a través de un condensado de Bose-Einstein medido desde el exterior del BEC es evidente que la luz se ha ralentizado.

Volviendo a su pregunta, y solo voy a hablar sobre la luz que atraviesa el espacio interestelar donde la energía oscura está haciendo la expansión del espacio.

Corríjame si me equivoco, pero podemos observar desde la Tierra galaxias distantes que retroceden más rápido que la luz.

Eso tiene sentido para mí. En parte porque la luz emanaba de esas galaxias hace mucho tiempo cuando las galaxias estaban más cerca, pero también porque la luz se ajusta exactamente a la velocidad de propagación de la fuerza de cualquier área. Lo que eso significa es que las áreas donde está ocurriendo la expansión espacial cambiarán física (métrica) del área, lo que aumenta la velocidad de la luz.

Creo que debemos repensar lo que significa desplazamiento al rojo en términos de luz de galaxias distantes. Es la antigüedad de la luz (cuánto tiempo ha estado bajo la influencia de un universo en expansión). Muestra si una galaxia, en comparación con otras galaxias, está más cerca o más lejos de la Tierra. Nos da una idea aproximada de cuán distante está el objeto.

Por favor, antes de rechazar esta respuesta, investigue, piénselo, haga sus cálculos y publique un comentario en mi respuesta para que todos puedan aprender.

Answer 2

Sí, por supuesto, y lo hace.

Esta es la razón por la que hay horizontes cosmológicos (evento y partícula) y que existe una distancia donde la velocidad de recesión le da a la velocidad de la luz un valor de cero (como se ve desde la Tierra).

Tampoco necesitamos entretener distancias cosmológicas para ver esto. En el marco de referencia de la superficie de la Tierra, la velocidad de la luz es un poco más rápida en las nubes. En la relatividad general, la velocidad de la luz que es diferente según los diferentes observadores es común y nada sorprendente.

La constancia de la velocidad de la luz es un principio mucho más profundo. ** En primer lugar, es una medida definida localmente, por lo que el contexto anterior no importa, pero la importancia de la velocidad de la luz es que determina la estructura causal. del espacio-tiempo, incluso si ese espacio-tiempo es infinitamente grande y curvo.

** La velocidad de la “luz” es irrelevante ya que el fotón no tiene masa y, por lo tanto, está limitado a las superficies nulas del espacio-tiempo. Como tal, la luz es un medio común y conveniente para demarcar la estructura causal de un espacio-tiempo.

Answer 3

Expandir el espacio es un concepto de GR, y uno de los principios de diseño de GR es que todo, desde SR, es cierto localmente, es decir, si limita su atención a un volumen de espacio suficientemente pequeño y utiliza un sistema de coordenadas de inercia local, también conocido como marco del ascensor que cae, para medir cosas. En escalas más grandes se ven efectos de mareas gravitacionales, cuya expansión del espacio es dramática.

El resultado es que si mides la velocidad de la luz sobre una línea de base corta obtendrás c pero sobre una línea de base más larga obtendrás algo más, porque el espacio antes y después del pulso de luz se estira en el medio de la contrarreloj . Si conecta la distancia entre los puntos finales al principio obtendrá un número mayor que c, pero si conecta la distancia final obtendrá un número menor que c, y ninguno de estos números realmente hace justicia al escenario o son reutilizables en escenarios similares pero diferentes.

Además, si la línea de base es muy larga, es posible que la luz nunca llegue, porque la distancia que debe recorrer aumenta más rápido que c. Creemos que esto realmente ha sucedido: el borde del universo observable es simplemente un horizonte desde más allá del cual la luz no ha podido alcanzarnos.

Answer 4

A2A: No, las leyes de la física permanecen sin cambios a través del espacio y el tiempo (hasta donde sabemos), y una de las leyes de la física es que la velocidad de la luz es constante (mi última investigación indicaría que es una consecuencia fundamental de un sistema cuántico observándose a sí mismo desde adentro, pero estoy bastante seguro de que otros ya han llegado a esta conclusión)

Si aplica una métrica en expansión a las leyes de la física, todo lo que debería suceder es que la densidad de energía disminuye a medida que cruza ese espacio.

Entonces, en el caso extremo del fondo cósmico de microondas que tiene que cruzar todo el espacio que podemos ver, todo lo que sucede es que pierde energía, por lo que ahora vemos un microondas de energía relativamente baja en comparación con lo que comenzó como un Rayos gamma de alta energía.

No puede haber otras consecuencias, de lo contrario, el principio de relatividad es incorrecto, y será un largo y largo camino convencer a los físicos de la necesidad de renunciar a este principio. Esto no es solo pura mentalidad sangrienta de su parte; Es el resultado de la larga historia y el enorme cuerpo de resultados empíricos que respaldan el principio de la relatividad que conduce a una probabilidad muy alta de que sea correcto.

Entonces, si estás probando diferentes fórmulas de expansión para (por ejemplo) una nueva hipótesis de la cosmología, entonces si hay otras consecuencias (como una velocidad cambiante de la luz), es muy probable que tu nueva hipótesis esté equivocada. O habrá ganado la lotería nacional de física (con una probabilidad de varios millones a uno y aumentando cada día, los físicos ejercen su oficio y anuncian nuevos resultados)

Answer 5

El espacio se está expandiendo, pero la velocidad de la luz está determinada por los efectos en los campos electromagnéticos locales. En cualquier marco de referencia local, cosas como parches distantes del espacio que se alejan de nosotros cada vez más rápido no tienen ningún efecto.

OTOH, debido a que el espacio se está expandiendo, la luz que nos llega desde objetos muy distantes da la impresión de que esos objetos están mucho más cerca de nosotros de lo que están. Todo lo que vemos que está lo suficientemente lejos como para que la expansión del espacio se importe con respecto a nosotros ha seguido alejándose de nosotros desde el momento en que la luz que registramos ahora desde ellos comenzó hacia nosotros.

Answer 6

No hay forma de saberlo. c = 1, por definición. Para aquellos que piensan lo contrario, explique cómo enviar un mensaje a alguien lejano (o, mejor aún, en otro universo) explicando cómo verificar si su valor de c difiere del aquí, suponiendo que sus “leyes de la física” son similares a los nuestros

Answer 7

No directamente. Ves expansión del espacio es un fenómeno a gran escala. Localmente no hay expansión del espacio. La velocidad del límite de luz es un fenómeno local.

En otras palabras, dos puntos deben estar separados por unos 1.300 millones de años luz para expandirse a la velocidad de la luz. Pero razonablemente local significa dentro del mismo potencial gravitacional. Lo que significa que no hay razón para esperar que se sigan los límites fuera de los límites de nuestra propia galaxia, que tiene aproximadamente 100,000 años luz de diámetro. De hecho, incluso podemos ver violaciones sin nuestra propia galaxia cerca de los agujeros negros que giran, porque no se consideran locales para nosotros.

Answer 8

Todavía no sabemos qué está sucediendo en el límite del universo (según la luz, o cualquier otra cosa).

Sin embargo, dentro del universo, la luz a menudo se considera lo más rápido, definida por la relatividad de Einstein. Como percibimos el universo observando la luz y las cosas moviéndose más lentamente que la luz, la única forma de demostrar que algo se mueve más rápido que la luz es OBSERVAR que se mueve más rápido.

Por cierto, algunos científicos descubrieron recientemente en un laboratorio que es posible ajustar la LUZ para moverse más rápido que la luz. Lo que puede tener el efecto de reescribir algunas cosas que pensamos que sabíamos sobre física.

Ver artículo:

La NASA puede haber descubierto accidentalmente un viaje más rápido que la luz