Esto se escapa un poco a mi nivel, ya que todavía no he dado Relatividad, pero tengo algo de idea de sistemas de referencia y de los principios de Relatividad Especial.
Vuestro planteamiento es incorrecto, aunque hay que creerse un hecho fundamental para esto:
La velocidad de la luz es igual para cualquier sistema de referencia.
Esto es un hecho comprobado experimentalmente, de donde sale toda la Teoría de la Relatividad Especial y General, y no os lo puedo demostrar en un post de un foro :_
Voy a intentar aclarar la confusión. El sentido común suma velocidades del modo en que lo hace la Mecánica Clásica. Por ejemplo:
Un vagón viaja a velocidad v por las vías y en su interior camina un hombre en dirección de la marcha a velocidad w. La velocidad W a la que viaja el hombre respecto de la vía es W=v+w
Esto es incompatible con el hecho de que la velocidad de la luz sea
c [para cualquier sistema de referencia[/s]. La velocidad de la luz no depende de la velocidad del emisor, sino que siempre es
c para cualquier observador. (Esta velocidad de la luz se entiende que es en el vacío. En medios materiales es aparentemente menor, pero observando microscópicamente, los retardos se deben a que la trayectoria en el espacio entre los átomos no es rectilínea, pero sí ocurre a velocidad
c).
Aplicando el razonamiento anterior a la luz, tendríamos lo siguiente:
Supongamos que ahora el hombre de dentro del vagón, quieto en su interior, desprende un rayo de luz con una linterna, que sale con velocidad c. El vagón sigue moviéndose a velocidad v respecto de la vía. La velocidad W de la luz respecto de la vía sería W=c+v
Esto indicaría que un observador situado en la vía percibiría que la luz va a una velocidad mayor que
c, y eso no es posible.
Este razonamiento de suma de velocidades a pelo se deriva de las llamadas transformaciones de Galileo, que es algo tan simple como que si un móvil se mueve a velocidad
v en un punto
x respecto de un punto
x', entonces su posición respecto de ese punto será
x'=
x+
vt. Es decir, la distancia entre los puntos es la velocidad por el tiempo.
Esto viene de dos consideraciones erróneas:
i) El intervalo temporal entre dos sucesos es independiente del estado de movimiento del cuerpo de referencia.
ii) El intervalo espacial entre dos puntos de un cuerpo rígido es independiente del estado de movimiento del cuerpo de referencia.
Sin embargo, suelen funcionar porque en nuestro día a día nos movemos a velocidades muy inferiores a las de la luz.
Ahora me voy a saltar un razonamiento no muy complicado, pero sí largo, para establecer las transformaciones de Lorentz.
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Además ocurre otra cosa importante:
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Si probáis a sustituir
x=
ct en cualquiera de las dos fórmulas, comprobaréis que
x'=
ct', es decir, la luz se mueve a velocidad
c sea cual sea su sistema de referencia. No es de extrañar, porque las ecuaciones de Lorentz se crearon para que ocurriera eso. Para
v mucho menor que
c, quedaría que
x'=
x+
vt y
t'=
t, como en las transformaciones de Galileo.
En general, de estas ecuaciones se verifica que para un objeto con extremos
x y
x', la distancia entre ellos se acortaría conforme aumenta su velocidad. Ocurre lo mismo con la percepción del tiempo de dos relojes a velocidades diferentes. Estas ecuaciones pierden su sentido cuando
v>
c, por lo que se establece como límite para cualquier velocidad de un cuerpo real. Si
v=
c, encontraríamos cosas como que el objeto que se moviera a velocidad de la luz no ocuparía lugar en el espacio y que además no notaría el paso del tiempo. Aún así, utilizar la propia luz como sistema de referencia es algo en lo que no he profundizado y que probablemente no es posible.
Me da pena, porque parece todo un poco salido de la nada, pero es que no es algo que haya estudiado con profundidad todavía.
Habréis oído que hace unos meses se hizo un experimento en el cual se determinaba que unas partículas llamadas neutrinos viajaban más rápido que la luz. Ahí influyen muchas cosas de Física Cuántica que aún no sé, pero al parecer no está prohibido que un objeto siempre se mueva a una velocidad superior a la de la luz si no baja de ese valor. Es decir, es como si
c fuera un valor que no se puede traspasar, pero sí se puede estar a uno o al otro lado. Este párrafo es pura especulación, pero es todo lo que puedo decir.
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