Autor Tópico: What Travels Faster Than the Speed of Light?  (Lida 2629 vezes)

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Offline Gigaview

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What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Online: 29 de Dezembro de 2010, 22:44:13 »
What Travels Faster Than the Speed of Light?
Michio Kaku on November 8, 2010, 9:23 PM
Light_kaku

Dr. Kaku's Universe is written by Michio Kaku, a theoretical physicist at C.U.N.Y. and a popular radio host and television personality. The blog explores paradoxical and counterintuitive oddities of the physical world, including string theory, time travel, parallel universes, and black holes.

One frequent question I get is whether we can break the light barrier—because unless we can break the light barrier, the distant stars will always be unreachable.

Most textbooks say that nothing can go faster than light, but that statement actually should be qualified: The answer is yes, you can break the light barrier, but not in the way we see in the movies. There are, in fact, several ways to travel faster than light:

1. The Big Bang itself expanded much faster than the speed of light. But this only means that "nothing can go faster than light." Since nothing is just empty space or vacuum, it can expand faster than light speed since no material object is breaking the light barrier. Therefore, empty space can certainly expand faster than light.

2. If you wave a flashlight across the night sky, then, in principle, its image can travel faster than light speed (since the beam of light is going from one part of the Universe to another part on the opposite side, which is, in principle, many light years away). The problem here is that no material object is actually moving faster than light. (Imagine that you are surrounded by a giant sphere one light year across. The image from the light beam will eventually hit the sphere one year later. This image that hits the sphere then races across the entire sphere within a matter of seconds, although the sphere is one light year across.) Just the image of the beam as it races across the night sky is moving faster than light, but there is no message, no net information, no material object  that actually moves along this image.

3. Quantum entanglement moves faster than light. If I have two electrons close together, they can vibrate in unison, according to the quantum theory. If I then separate them, an invisible umbilical cord emerges which connects the two electrons, even though they may be separated by many light years. If I jiggle one electron, the other electron "senses" this vibration instantly, faster than the speed of light. Einstein thought that this therefore disproved the quantum theory, since nothing can go faster than light.

But actually this experiment (the EPR experiment) has been done many times, and each time Einstein was wrong. Information does go faster than light, but Einstein has the last laugh. This is because the information that breaks the light barrier is random, and hence useless. (For example, let's say a friend always wears one red sock and one green sock. You don't know which leg wears which sock. If you suddenly see that one foot has a red sock, then you know instantly, faster than the speed of light, that the other sock is green. But this information is useless. You cannot send Morse code or usable information via red and green socks.)

4. The most credible way of sending signals faster than light is via negative matter. You can do this either by:

a) compressing the space in front of your and expanding the space behind you, so that you surf on a tidal wave of warped space. You can calculate that this tidal wave travels faster than light if driven by negative matter (an exotic form of matter which has never been seen.)b) using a wormhole, which is a portal or shortcut through space-time, like the Looking Glass of Alice.

In summary, the only viable way of breaking the light barrier may be through General Relativity and the warping of space time. However, it is not known if negative matter exists, and whether the wormhole will be stable. To solve the question of stability, you need a fully quantum theory of gravity, and the only such theory which can unite gravity with the quantum theory is string theory (which is what I do for a living). Sadly, the theory is so complex that no has been able to fully solve it and give a definitive anwer to all these questions. Maybe someone reading this blog will be inspired to sovle string theory and answer the question whether we can truly break the light barrier.

http://bigthink.com/ideas/24863
« Última modificação: 29 de Dezembro de 2010, 23:06:22 por Gigaview »
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Offline uiliníli

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #1 Online: 29 de Dezembro de 2010, 23:31:16 »
1. The Big Bang itself expanded much faster than the speed of light. But this only means that "nothing can go faster than light." Since nothing is just empty space or vacuum, it can expand faster than light speed since no material object is breaking the light barrier. Therefore, empty space can certainly expand faster than light.

Eu pensei que não existisse realmente algo como espaço vazio.

Offline Gigaview

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #2 Online: 29 de Dezembro de 2010, 23:37:20 »
1. The Big Bang itself expanded much faster than the speed of light. But this only means that "nothing can go faster than light." Since nothing is just empty space or vacuum, it can expand faster than light speed since no material object is breaking the light barrier. Therefore, empty space can certainly expand faster than light.

Eu pensei que não existisse realmente algo como espaço vazio.

Você não está se referindo ao éter, está?
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Offline uiliníli

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #3 Online: 29 de Dezembro de 2010, 23:43:03 »
Você não está se referindo ao éter, está?

Estou me referindo à espuma quântica.

Offline Gigaview

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #4 Online: 29 de Dezembro de 2010, 23:52:33 »
Você não está se referindo ao éter, está?

Estou me referindo à espuma quântica.

Por tabela você está se referindo à Teoria da Gravidade Quântica, que ainda está incompleta...

Pronto...cheguei no meu nível de incompetência (em tempo recorde).  ::) A partir daqui você vai precisar discutir com um físico.  :P
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Offline uiliníli

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #5 Online: 29 de Dezembro de 2010, 23:54:00 »
Pronto...cheguei no meu nível de incompetência (em tempo recorde).  ::) A partir daqui você vai precisar discutir com um físico.  :P

Eu não, físico é tudo doido! :P

Offline Fabi

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #6 Online: 30 de Dezembro de 2010, 05:56:20 »
1. The Big Bang itself expanded much faster than the speed of light. But this only means that "nothing can go faster than light." Since nothing is just empty space or vacuum, it can expand faster than light speed since no material object is breaking the light barrier. Therefore, empty space can certainly expand faster than light.
Isso tem a ver com as quatro forças da natureza atuando juntas depois do big bang, mas isso foi bem no começo da expansão. Agora o universo tem 13 bilhões de anos, as coisas desaceleraram.

E não sei se a energia escura é tão rápida a ponto de atingir a velocidade da luz. Einstein não está errado, é só ver que não tem como adicionar velocidade a velocidade da luz.

Por exemplo: Parado, lance uma bola de tênis. Ela vai atingir um determinado ponto y em x tempo. Agora, lance uma bola de tênis dentro de um carro em movimento, a velocidade da bola vai ser somada a velocidade do carro (trajetória ou sei lá, não sou física :P ), e vai atingir o mesmo ponto y e um tempo muito menor.

Isso não acontece com a luz. Se você acender uma lanterna, e se você tiver parado, ou em movimento a luz vai chegar ao mesmo tempo no ponto y . É uma constante.

E são 5h da manhã, qualquer erro no meu raciocinio merece um desconto... quer dizer, um não... dois descontos :P 
Difficulter reciduntur vitia quae nobiscum creverunt.

“Deus me dê a serenidadecapacidade para aceitar as coisas que não posso mudar, a coragem para mudar o que posso, e a sabedoria para saber a diferença” (Desconhecido)

Offline Cumpadi

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #7 Online: 30 de Dezembro de 2010, 16:22:01 »
o que acontece com a luz acontece com todas as coisas, voce so tem que usar a equacao de lorentz (seja la como se escreve).
http://tomwoods.com . Venezuela, pode ir que estamos logo atrás.

Offline SnowRaptor

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #8 Online: 30 de Dezembro de 2010, 17:55:15 »
O Parcus está certo. Acontece com qualquer coisa. A questão é qeu a velocidades pequenas (como a do carro e da bola de tênis) a diferença entre somar as duas velocidades e fazer a transformação de Lorentz é muito pequena (mas já foi medida experimentalmente nessa escala).
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Offline Moro

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #9 Online: 30 de Dezembro de 2010, 22:30:50 »
Citar
2. If you wave a flashlight across the night sky, then, in principle, its image can travel faster than light speed (since the beam of light is going from one part of the Universe to another part on the opposite side, which is, in principle, many light years away). The problem here is that no material object is actually moving faster than light. (Imagine that you are surrounded by a giant sphere one light year across. The image from the light beam will eventually hit the sphere one year later. This image that hits the sphere then races across the entire sphere within a matter of seconds, although the sphere is one light year across.) Just the image of the beam as it races across the night sky is moving faster than light, but there is no message, no net information, no material object  that actually moves along this image.


?? Alguém entendeu isso ??
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Offline SnowRaptor

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #10 Online: 30 de Dezembro de 2010, 23:09:10 »
Imagina essa esfera gigante aí, de um ano-luz de raio, envolvendo a Terra.  Imagine que vc aponta um feixe de laser para o Leste.  Aí você gira o laser pra cima, como se tivesse traçando o caminho do Sol, de Leste a Oeste, riscando o céu. Esse movimento dura um segundo, afinal, é só girar o pulso.

Um ano depois, o ponto vermelho brilha na tal esfera gigante, a Leste e, em menos de um segundo, atravessa toda a esfera e brilha a Oeste. Se você pensar na distância que esse ponto luminoso percorreu, π anos-luz, e o tempo que ele levou pra percorrer essa distância (1s), vai ter a impressão de que algo se moveu mais rápido que a luz.

A questão é que essa imagem projetada na grande esfera é só uma imagem, não tem fótons percorrendo essa distância a essa velocidade e não dá pra transmitir informação do ponto a Leste pro ponto a Oeste com isso, só do seu laser até o ponto iluminado. Então esse tipo de cosia, apesar de ser "algo percorrendo uma distância num tempo menor que a luz percorreria", nào chega a ser realmente um deslocamento superluminal, por nào há matéria nem informação sendo transferida.

Acho que fui repetitivo, mas espero ter esclarecido, senão, perguntaê. :ok:
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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #11 Online: 30 de Dezembro de 2010, 23:42:13 »
deixa eu ver se entendi.. o pequeno movimento que faço com o raio = 1m de minha mão duraria 3 segundos. E na abóboda cujo raio = 1 ano luz duraria os mesmos 3 segundos, e essa movimentação da imagem na abóboda seria mais rápido do que a luz?

é isso?

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #12 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:02:49 »
Isso, mas não violaria nenhum resultado da realatividade, já que você não está acelerando matéria a uma velocidade maior que c não transmitindo fino. a uma velocidade maior que c.
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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #13 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:04:32 »
e se a imagem na abóboda não são fótons, são o que?
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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #14 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:12:30 »
São fótons, mas eles não estão se deslocando mais rápido que a luz na direção do arco. Os fótons estão se deslocando à velocidade da luz na direção radial, do seu laser para a abóboda. A imagem que eles formam é que está se deslocando, mas é porque os fótons que chegam depois chegam "mais pra frente" no arco e a imagem se desloca, mas não existe nada se deslocando na direção do arco.
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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #15 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:21:01 »
Agnóstico: costumo dizer aos meus alunos que é muito fácil fazer um ponto viajar mais rápido que a luz.
Basta, em princípio, usar uma folha de papel e uma régua (ou outra folha).

Segure uma folha na vertical, voltada para você. Pegue a régua e a coloque parcialmente sobre a folha, mas fazendo um ângulo
com a borda do papel:

          /
         /
--------------------
       /

Agora mova a régua para baixo o mais rápido que você conseguir. Dependendo do ângulo entre a régua e a folha, e dependendo
da velocidade do seu movimento, o ponto de intersecção entre a régua e a borda da folha poderá se mover para a direita
mais rápido que a luz.

O truque? Nenhum. Exceto pelo fato de que se trata de um ponto geométrico, não um objeto material.
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Offline SnowRaptor

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #16 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:21:06 »
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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #17 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:23:35 »

Eu não, físico é tudo doido! :P

Não confunda físicos com matemáticos. :)
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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #18 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:27:08 »
Uma analogia: uma bala de metralhadora viaja a 10 m/s (é uma metralhadora cubana, porcaria.) O Coronel Nascimento se posiciona no centro de um círculo de 10 metros de raio em cuja extremidade ele posiciona em uma meia lua um monte de traficantes, milicianos, políticos corruptos e começa a atirar do primeiro até o último. Ele leva 1 segundo para mover a metralhadora do primeiro até o último fdp. Cada bala leva 1 segundo para percorrer os dez metros, a velocidade das balas ainda é aquela que falei, 10 m/s. Mas se você prestar atenção nos vagabundos caindo no chão, é como se o Anjo da Morte percorresse o perímetro do semicírculo com sua foice a 10×%5Cpi m/s, ou seja, 31,42 m/s. Apesar de as balas se moverem a só 10 m/s, a velocidade das mortes é de 31,42 m/s.

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #19 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:28:17 »
São fótons, mas eles não estão se deslocando mais rápido que a luz na direção do arco. Os fótons estão se deslocando à velocidade da luz na direção radial, do seu laser para a abóboda. A imagem que eles formam é que está se deslocando, mas é porque os fótons que chegam depois chegam "mais pra frente" no arco e a imagem se desloca, mas não existe nada se deslocando na direção do arco.

entendi
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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #20 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:31:51 »
O exemplo do Uílli é mais... hmm... palpável. Acho que ele andou lendo o Moyses e se inspirou nos exemplos bélicos dele...
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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #21 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:35:26 »
O exemplo do Uílli é mais... hmm... palpável. Acho que ele andou lendo o Moyses e se inspirou nos exemplos bélicos dele...

Moysés é faca na caveira, mano!  :caveira:

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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #22 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:37:46 »
A propósito, deixei de mencionar que o exemplo da régua pode ser usado com um feixe de partículas (régua) atravessando uma superfície
(borda do papel). Nesse caso, o ponto que parece viajar mais rápido que a luz é o ponto de contato com a superfície.
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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #23 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:38:39 »

Uma analogia: uma bala de metralhadora viaja a 10 m/s (é uma metralhadora cubana, porcaria.) O Coronel Nascimento se posiciona no centro de um círculo de 10 metros de raio em cuja extremidade ele posiciona em uma meia lua um monte de traficantes, milicianos, políticos corruptos e começa a atirar do primeiro até o último. Ele leva 1 segundo para mover a metralhadora do primeiro até o último fdp. Cada bala leva 1 segundo para percorrer os dez metros, a velocidade das balas ainda é aquela que falei, 10 m/s. Mas se você prestar atenção nos vagabundos caindo no chão, é como se o Anjo da Morte percorresse o perímetro do semicírculo com sua foice a 10×%5Cpi m/s, ou seja, 31,42 m/s. Apesar de as balas se moverem a só 10 m/s, a velocidade das mortes é de 31,42 m/s.

hehe, já havia intuído esse fenômeno, acima, a questão é que o enunciado original deixou mais complexo do que deveria ser.  A grande questão é o observador, um desavisado olhando o movimento na abóboda poderia pensar que o fóton esta indo mais rápido do que a luz, quando na verdade são , para uma analogia, vários fótons distintos que viajaram do emissor para a abóboda, como a bala que você citou no seu exemplo, imprimindo seu rastro na abóboda.

Na verdade, o texto inicial não deveria ter colocado isso como um exemplo de viagem mais rápido do que a luz.. não tem nada a ver
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Re: What Travels Faster Than the Speed of Light?
« Resposta #24 Online: 31 de Dezembro de 2010, 00:38:54 »
A propósito, deixei de mencionar que o exemplo da régua pode ser usado com um feixe de partículas (régua) atravessando uma superfície
(borda do papel). Nesse caso, o ponto que parece viajar mais rápido que a luz é o ponto de contato com a superfície.
Ou então um feixe de partículas (fótons)  atravessando uma esfera imaginária... ::)
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