Dúvidas a velocidade da luz

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Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor fig.miguel em Quarta Jan 08, 2014 4:08 pm

Viva,

Questão 1: Velocidades superiores à da luz

Nada pode ultrapassar a velocidade da luz (a partir determinado momento apenas a massa aumenta)

Porém um objeto relativamente a outro, pode perfeitamente viajar a uma velocidade superior à da luz, certo?

Ou seja, se numa fonte emissora de luz (ponto A) partirem simultaneamente um fotão B numa direção e outro fotão C na mesma direção mas em sentido inverso então a velocidade de B relativamente a A é a velocidade da luz mas a velocidade de B relativamente a C é de duas vezes a velocidade da luz.

Ou, de forma ainda mais simples, se após B partir movermos A a 10 km/hora no sentido oposto então a velocidade de A relativamente a B será velocidade da luz + 10km/hora.

Correto?

Então quando se diz que nada pode ultrapassar a velocidade da luz isto pode dar uma ideia incorreta, porque a velocidade de um corpo relativamente a outro poderá perfeitamente ser superior.

Certo?

Se quisermos viajar de um ponto A a um ponto B podemos fazê-lo a uma velocidade superior à da luz: Bastará acelarar A na direção de B até à velocidade da luz e B na direção de A, até à velocidade da luz.

Se eu estiver a ver bem as coisas então o corolário é:

Dois corpos (incluindo fotões) não se podem aproximar ou afastar a uma velocidade velocidade relativa superior a duas vezes a velocidade da luz.

Ou seja o corpo A pode aproximar-se do corpo B a uma velocidade superior à da luz mas não superior a 2x a velocidade da luz.

Isto permite pensar em sistemas do género de "se a montanha não vai a Maomé vai Maomé a montanha". neste caso, Maomé e a Montanha iriam até meio caminho, para se conseguirem encontrar em metade do tempo que demoraria a percorrer esse caminho.

Questão 2: A velocidade da luz é de 299 792 458 m/s

Relativamente a quê? Em teoria, relativamente a um ponto em repouso absoluto e universal.

Mas como sabemos que um ponto está nesse tal repouso absoluto universal? A Terra move-se a 29 780 m/s em torno do Sol mas o Sistema Solar também se move a grande velocidade e a própria galáxia também se move.

Pelo que me parece, a única coisa que é realmente constante é a velocidade da luz... Quase se poderia imaginar que a luz está parada, em repouso absoluto, e que tudo o resto se move, a velocidades loucas.

Em teoria, se de um determinado ponto enviarmos simultaneamente fotões em três direções diferentes, sabendo os instantes de chegada a pontos equidistantes e triangulando esses pontos então, conseguindo suficiente precisão, teremos uma espécie de Velocímetro Universal que nos diz, rigorosamente, a nossa velocidade atual, no universo.

Isto alguma vez foi feito?


Miguel
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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor e_samarta em Quarta Jan 08, 2014 5:13 pm

fig.miguel Escreveu:
Porém um objeto relativamente a outro, pode perfeitamente viajar a uma velocidade superior à da luz, certo?

Ou seja, se numa fonte emissora de luz (ponto A) partirem simultaneamente um fotão B numa direção e outro fotão C na mesma direção mas em sentido inverso então a velocidade de B relativamente a A é a velocidade da luz mas a velocidade de B relativamente a C é de duas vezes a velocidade da luz.

Ou, de forma ainda mais simples, se após B partir movermos A a 10 km/hora no sentido oposto então a velocidade de A relativamente a B será velocidade da luz + 10km/hora.

Correto?


Nada, em princípio, pode superar a velocidade da luz, nem mesmo nesses casos! É algo extremamente curioso, não é? Aprendi isto há alguns anos enquanto estava a ver um documentário, embora não a sua justificação rigorosa.

Digo-te que, apesar de presentemente os meus conhecimentos sobre Relatividade \approx 0, a resposta está mesmo aí, na Teoria Especial da Relatividade. Neste campo, as expressões para as velocidades relativas alteram-se e é possível vermos que nada pode ser mais veloz que c... (Pelo menos até agora nada se verificou nesse sentido.) É só pesquisares um pouco por aí e descobrirás mais detalhes.

Quanto à questão 2, li de raspão coisas que me parecem um pouco demasiado imaginativas, não?... :) Há limites para a praticabilidade de certas experiências, mas, desde já, não julgo que haja vantagem em imaginar a luz como estando parada.


Já agora, sê bem-vindo e aproveita para te apresentares aqui. :wink:
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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor fig.miguel em Quarta Jan 08, 2014 5:56 pm

Pois é, eu também tenho a NEGRA SUSPEITA que distando A de B 400 000 m e se A se dirigir a B a uns meros 200 000 m/s e se B se dirigir a A também 200 000 m/s eles não vão demorar exatamente 1 segundo a encontrarem-se...

E é uma suspeita mesmo muito negra, porque não compreendo porquê... nem tenho a certeza que alguém o compreenda. Estamos a falar em velocidades claramente abaixo da velocidade da luz.

Ok, a teoria será algo como cada ponto terá o seu próprio espaço-tempo mas é suposto que o observemos de FORA... só que para observá-lo deveria haver qualquer coisa mais rápido do que a luz.

No minimo acho estranho que não se consiga explicar, de forma minimamente lógica, uma das principais teorias que modelam o nosso mundo.

Acho que muita gente tem medo de gritar "o rei vai nu".

Por mim, não tenho vergonha de admitir que não percebo.


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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor gonced8 em Quarta Jan 08, 2014 9:02 pm

Tenho pena de não ter o conhecimento para responder às tuas questões. No entanto, posso "desenvolver" um pouco a tua 2ª questão que também me suscita perguntas.
Imaginemos que queremos testar a velocidade da luz emitindo um feixe de luz e medindo o tempo que leva a percorrer uma certa distância. Será que a velocidade da luz é influenciada pela velocidade inicial que já possuía (velocidade do objeto que emite o feixe)? Se não for, como é que isso é possível? E se for, não estaria a luz a mover-se a uma velocidade superior à velocidade estabelecida como limite?
Eu acho que li em algum livro que quando algo se move a uma velocidade "superior" à da luz, em vez de se mover de facto a essa velocidade, o que acontece é que o espaço se deforma e fica mais "comprimido". Não tenho a certeza se foi isto que li mas fica aqui a ideia :)
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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor carloscouto em Quarta Jan 08, 2014 9:39 pm

gonced8 Escreveu: o que acontece é que o espaço se deforma e fica mais "comprimido". Não tenho a certeza se foi isto que li mas fica aqui a ideia :)


Não só o espaço ! O tempo também demora mais tempo a passar.
Newton acreditava num espaço relativo mas num tempo absoluto, porém se a velocidade da luz é fixa, logo observadores diferentes com o mesmo "espaço" teriam que medir intervalos de tempo diferentes para que a velocidade da luz se revele ser sempre a mesma. Foi nisto que Einstein se baseou para formular a sua teoria, não só o espaço é relativo, o tempo também.
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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor gonced8 em Quarta Jan 08, 2014 10:18 pm

Sim o livro também falava disse mas entretanto não me recordei.
Ele dava um exemplo exagerado para o leitor compreender melhor. Envolvia um condutor de um comboio que, devido a estar sempre a mover-se a uma velocidade elevada, era mais novo que a sua neta (ou algo assim do género). Ou seja, o tempo passava mais devagar porque o corpo movia-se a uma velocidade muito elevada.
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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor carloscouto em Quarta Jan 08, 2014 10:30 pm

O exemplo que eu vi foi de dois irmãos gémeos em que um dele sia faze ruma viagem a velocidades mais próximas da luz e quando chegasse era mais velho que o irmão xD

Se quiseres explorar isso: http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxo_dos_g%C3%AAmeos

Também havia um interessante dado pelo Stephen Hawking no livro dele, tinha a ver com dois irmãos gémeos em que um deles vivia no mar e outro nas montanhas e devido ao facto de as velocidades a que se moviam eram diferentes um deles iria ser mais novo que o outro ( se bem que por infinitésimos de um segundo xD ), se o encontrar depois edito.
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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor joaofrme em Quinta Jan 09, 2014 3:02 pm

Questão 1: Velocidades superiores à da luz

Nada pode ultrapassar a velocidade da luz (a partir determinado momento apenas a massa aumenta)

Porém um objeto relativamente a outro, pode perfeitamente viajar a uma velocidade superior à da luz, certo?

Ou seja, se numa fonte emissora de luz (ponto A) partirem simultaneamente um fotão B numa direção e outro fotão C na mesma direção mas em sentido inverso então a velocidade de B relativamente a A é a velocidade da luz mas a velocidade de B relativamente a C é de duas vezes a velocidade da luz.

Ou, de forma ainda mais simples, se após B partir movermos A a 10 km/hora no sentido oposto então a velocidade de A relativamente a B será velocidade da luz + 10km/hora.

Em relação a esta questão a resposta é "fácil". Pode não parecer certo, mas a velocidade da luz é absoluta, ou seja independentemente do referencial é sempre a mesma, não sei como se provou ou demonstrou isto, mas o certo é que é assim. Então podemos ter contradições, como no teu exemplo, e para eliminar as contradições Einstein fez a sua famosa Teoria da Relatividade. Referenciais diferentes experienciam um tempo e espaço diferente. Mais concretamente, quanto mais rápido se mover um objecto, menor é o espaço a percorrer e maior é o tempo que tem para o percorrer. Assim sendo a velocidade da luz vai permanecer constante. E para além disso um corpo não pode ter uma velocidade superior à da luz pois aí o tempo parava e o espaço era zero, o que causa uns quantos inconvenientes.
Caso não tenha sido claro este vídeo explica claramente esse efeito (aliás foi através dele que percebi estes conceitos): http://www.youtube.com/watch?v=vVKFBaaL4uM
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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor joaofrme em Quinta Jan 09, 2014 3:07 pm

Questão 2: A velocidade da luz é de 299 792 458 m/s

Relativamente a quê? Em teoria, relativamente a um ponto em repouso absoluto e universal.

Mas como sabemos que um ponto está nesse tal repouso absoluto universal? A Terra move-se a 29 780 m/s em torno do Sol mas o Sistema Solar também se move a grande velocidade e a própria galáxia também se move.

Pelo que me parece, a única coisa que é realmente constante é a velocidade da luz... Quase se poderia imaginar que a luz está parada, em repouso absoluto, e que tudo o resto se move, a velocidades loucas.

Em teoria, se de um determinado ponto enviarmos simultaneamente fotões em três direções diferentes, sabendo os instantes de chegada a pontos equidistantes e triangulando esses pontos então, conseguindo suficiente precisão, teremos uma espécie de Velocímetro Universal que nos diz, rigorosamente, a nossa velocidade atual, no universo.

Isto alguma vez foi feito?

Em relação à tua outra questão, a primeira parte acho que já respondi. A luz tem essa velocidade independentemente do referencial. O teu Velocímetro Universal poderia funcionar, mas usando o efeito de Doppler em vez de instantes de chegada, e isso já é feito para calcular a velocidade das estrelas.
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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor xpt0x em Sexta Jan 10, 2014 3:26 pm

As leis da física são iguais em qualquer referencial inercial.
Como a velocidade da luz no vácuo é uma "lei da física", porque surge das equações de maxwell, conclui-se que é constante em qualquer referencial inercial.
Isto é um postulado, i.e. não se prova, apesar de poderem ser verificadas as suas consequências.

Por outro lado, a adição de velocidades não é linear na relatividade de einstein. É feita usando a fórmula seguinte:

V = \frac{v+u}{1+(vu/c^2)} . (more here)

Quanto a referenciais acelerados, isso já é do campo da relatividade geral, e é preciso aplicar-se o princípio da equivalência.

Portanto,

Questão 1: Nada pode ultrapassar a velocidade da luz no vácuo, embora seja possível viajar mais rápido que a luz se esta não viajar no vácuo (efeito de cherenkov). A adição de velocidades, quando estas são muito grandes, não é tão simples quanto aquela à qual estamos habituados. Para tirar essas conclusões, baseaste-te na adição de velocidades de galileu, que não é válida no caso geral!

Questão 2: Relativamente a tudo. Não é preciso um ponto em repouso absoluto na teoria da relatividade. Desde que a luz esteja no vácuo, tanto vale um objeto mover-se a 0,90c(c - velocidade da luz no vácuo) como estar parado, que tanto do referencial do próprio objeto, como do teu, verias a luz a mover-se a cna mesma. É confuso, sim! :lol:
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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor jap em Quarta Jan 29, 2014 11:51 pm

xpt0x Escreveu:As leis da física são iguais em qualquer referencial inercial.
Como a velocidade da luz no vácuo é uma "lei da física", porque surge das equações de maxwell, conclui-se que é constante em qualquer referencial inercial.
Isto é um postulado, i.e. não se prova, apesar de poderem ser verificadas as suas consequências.

Por outro lado, a adição de velocidades não é linear na relatividade de einstein. É feita usando a fórmula seguinte:

V = \frac{v+u}{1+(vu/c^2)} . (more here)

Quanto a referenciais acelerados, isso já é do campo da relatividade geral, e é preciso aplicar-se o princípio da equivalência.

Portanto,

Questão 1: Nada pode ultrapassar a velocidade da luz no vácuo, embora seja possível viajar mais rápido que a luz se esta não viajar no vácuo (efeito de cherenkov). A adição de velocidades, quando estas são muito grandes, não é tão simples quanto aquela à qual estamos habituados. Para tirar essas conclusões, baseaste-te na adição de velocidades de galileu, que não é válida no caso geral!

Questão 2: Relativamente a tudo. Não é preciso um ponto em repouso absoluto na teoria da relatividade. Desde que a luz esteja no vácuo, tanto vale um objeto mover-se a 0,90c(c - velocidade da luz no vácuo) como estar parado, que tanto do referencial do próprio objeto, como do teu, verias a luz a mover-se a cna mesma. É confuso, sim! :lol:


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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor joaodanielmoreira em Terça Fev 18, 2014 10:51 pm

Desculpem-me desde do início se estiver a dizer algo de errado.

No entanto, acho que existe uma possibilidade de quebrar a velocidade da luz, isto é ter um objeto a viajar mais rapidamente do que a velocidade da luz. Efetivamente, não é bem um objeto, é uma sombra, ou seja, se tivermos um ponto luminoso criado por um feixe de eletrões, um laser, e movermos este ponto, os fotões individualmente não quebrarão a velocidade da luz mas o ponto luminoso, "sombra", poderá viajar a velocidades superiores à da luz, incluindo no vácuo.
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Re: Dúvidas a velocidade da luz

Mensagempor joaofrme em Quinta Fev 20, 2014 10:03 pm

Sim isso em princípio é verdade, da mesma maneira que um pixel não se pode mover, mas ao acenderem-se e apagarem-se criam a ilusão de movimento
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