domingo, 9 de noviembre de 2014

Luz que no alcanza la velocidad de la luz
Light that can’t reach the speed of light


Me he quedado atascado en una duda de las mías y he intentado exprimir la idea, pero no salgo satisfactoriamente de un círculo vicioso. Por ese y por otros motivos llevo tiempo sin escribir aquí. Pero ¡qué coño! ¿no son dudas cosmológicas sobre lo que trata esta gilipollez? Bueno, allá va mi duda.

La energía de un fotón de frecuencia f es:

E = h f

Y toda energía es equivalente a una masa por:

E = m c2

Entonces, aunque un fotón no posee masa, su energía tiene un efecto a través de esta equivalencia como si tuviera una masa:

m = h f / c2

Mi duda es cómo puede un fotón alcanzar su velocidad c en el vacío instantáneamente. Vale, si aceptamos que su masa es cero y la energía es transportada de forma ondulatoria, pero si consideramos la equivalencia anterior tendremos que considerar una aceleración no infinita y que dependiendo de la frecuencia de la luz, y por tanto su energía, tardará un tiempo diferente en alcanzar esa velocidad, y si tenemos en cuenta que un objeto acelerado no puede alcanzar dicha velocidad más que de forma asintótica, ¿cómo es posible? Claro, que también es absurdo considerar que la velocidad de la luz no puede ser alcanzada por la propia luz.

Pero, hay más, ya que de acuerdo con la QED (electrodinámica cuántica), la velocidad de la luz no es siempre la misma sino que hay una pequeña amplitud de probabilidad de que ésta sea mayor o menor que c. Claro, que supongo que esta diferencia no está en absoluto relacionada con la frecuencia.

Otro asunto es que la influencia de la equivalencia de masa de la luz es despreciable para un solo fotón y por tanto es probablemente irrelevante el cálculo anterior, pero posiblemente no sea tan irrelevante cuando tenemos una gran cantidad de fotones, o sea que cuando tenemos una luz intensa en extremo podría hacer que la curvatura del espacio-tiempo pudiera sufrir cierta deformación, especialmente a altas energías.


I've got stuck on one of my typical questions and though I tried to squeeze the idea, I can’t get out successfully from a vicious cycle. For that and other reasons I’ve been a while without writing here. But hell! Isn’t this bullshit about Cosmological Doubts? Well, here goes my question.

The energy of a photon with a frequency f is:

E = h f

And every energy is equivalent to a mass by:

E = m c2

Then, although a photon has no mass, its energy has an effect through that equivalence as if it had a mass:

m = h f / c2

My question is how can a photon reach the speed in a vacuum (c) instantly. It’s OK if we accept that its mass is zero and the energy is transported in wave form, but if we consider the equivalence above we’ll have to consider a non-infinite acceleration and depending on the frequency of the light, therefore on its energy, it would take a different time to reach that speed, and if we take into account that an accelerated object can’t reach this speed but asymptotically, how is it possible? Of course, it is also absurd to consider that the speed of light can’t be reached by light itself.

But there is more, given that according to QED, the speed of light may not always be the same but there is a small probability amplitude of being higher or lower than c. Of course, I suppose that this difference is not at all related to frequency.

Another issue is that the influence of the mass equivalence for the light is negligible for a single photon and therefore the previous calculation is probably irrelevant, but possibly not as irrelevant when we have a large number of photons, or when we have an extremely intense light that could make the spacetime curvature suffer some deformation, especially at high energies.