Tijeras superluminosas podrían viajar más rápido que la luz!???

La pregunta es sencilla. Es posible viajar más rápido que la velocidad de la luz? Hagamos un ejercicio mental. Si tuviera unas tijeras que tienen la longitud de un año luz y decidiera cerrarlas, en el instante en que las cierre, la punta de las tijeras estaría viajando a la velocidad de la luz? Veámoslo con números.

Si yo cierro la tijera con una velocidad angular de 60rpm (sesenta revoluciones por minuto ó 60 vueltas por minuto), la punta de la tijera, que tiene la longitud de un año luz, estaría cerrándose a una velocidad angular de omega

Donde ν es la velocidad linear y ω es la velocidad angular. 60rpm es lo mismo que decir 1 revolución por segundo o 360˚ por segundo o en radianes, 2π por segundo. Por lo tanto si multiplicamos 3 x 108 metros (un año luz) por 2π por segundo tenemos que la velocidad, v, es de 6π x 108 m/s. Este resultado es ciertamente más rápido que la velocidad de la luz (3 x 108 m/s).

Cómo es esto posible Jay? Bueno, ciertamenta esto no es posible. Si las tijeras tienen el largo de un año luz, y sabemos que ningún cuerpo puede moverse más rápido que la velocidad de la luz, esto implica que cuando las tijeras son cerradas en la tierra, las tijeras se doblarían (curva) y pasado un año, las tijeras se empezarian a cerrar en la punta.

La información no puede viajar a una velocidad mayor que la velocidad de la luz. Dado a que la información de que el cuerpo fue cerrado (las tijeras) viaja a la velocidad de la luz, los átomos más cercanos al mango de la tijera se cerrarían, para nuestros ojos, rápidamente pero los átomos transmiten esta información a un máximo de la velocidad de la luz, por lo que los átomos en la punta de la tijera no se habrán dado cuenta de que se cerraron las tijeras hasta que haya pasado 1 año. Usemos un ejemplo. Imagínense que existe una fila de actores todos agarrados de la mano. Al final de la obra, los actores hacen la venia en señal de agradecimiento. Considerando que es el actor de un extremo el que hace primero la venia, nótese que inmediatamente el actor de al lado también la hace, y el que sigue y el que sigue. Como un actor en particular solo puede ver al actor que esta al lado, el actor del final de la fila no ha recibido la información de que el primero de la fila hizo la venia porque el actor de al lado tampoco la ha recibido. Por lo tanto existe una demora en la accion tomada por el último actor con respecto al primer actor. Asi pasa con los átomos. Usemos otro ejemplo, pensemos que la tijera tiene el largo de la tierra al sol. A la luz le toma 8 minutos en llegar a la tierra. Por lo tanto si cierro las tijeras en la tierra, la punta de las tijeras comenzaría a cerrarse pasados 8 minutos.

Entonces la verdad es que ningún cuerpo puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. Pero existe una excepción! Qué hay si no es un cuerpo físico pero uno abstracto? Por ejemplo, el punto donde las tijeras se van cerrando no es un objeto físico. Será que este punto puede viajar a una velocidad más rápida que la velocidad de la luz? Absolutamente! Si el experimento es realizado en la manera adecuada no existe ningún tipo de limitación para que el punto no físico viaje por arriba de la velocidad de la luz.

El pdf anexado a este documento (aquí Demostracion de tijeras y luz) muestra el esquemático empleado para realizar los cálculos. La ecuación que se derivó para determinar la velocidad del punto de intersección entre ambos lados de la tijera es la siguiente:

sine

Donde v es la velocidad del punto. Si asumimos que el ancho de la tijera es de 0.01m (1 cm) y la velocidad angular de la tijera es de 12.5, 25.1, 50.25 revoluciones por segundo respectivamente (que es una velocidad bien lenta si lo comparamos a un disco duro de computadora), tenemos que al final del cierre de la tijera, la velocidad del punto es por arriba de la velocidad de la luz. Esta velocidad se alcanza cuando el ángulo de apertura de la tijera tiende a cero (es decir cuando la tijera esta a punto de cerrarse). Interesante verdad?

La gráfica de abajo muestra como incrementa la velocidad del punto A a medida de que se cierra la tijera.

graphs

Entonces la respuesta definitiva es que sí se puede viajar más rápido que la velocidad de la luz si y solo si no eres un cuerpo físico :).

Si me equivoque en los cálculos, o en la lógica, escriban sus sugerencias en los comentarios. Somos humanos.

Autor entrada: molino01

Un pensamiento en “Tijeras superluminosas podrían viajar más rápido que la luz!???

  • Alejandro Magno

    (26 agosto, 2016 -2:03 pm)

    Asumo que es en el espacio, aunque no lo mencionas en ningun lado…

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