Por qué NADIE pudo medir la Velocidad de la Luz

Por qué NADIE pudo medir la Velocidad de la Luz

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se lo que estás pensando clic byte que nadie ha medido la velocidad de la luz eso es ridículo su velocidad es de exactamente 299 millones 792 mil 458 metros por segundo estamos tan seguro de ello que desde 1983 usamos la velocidad de la luz para definir cuán largo es un metro es la distancia que recorre la luz en el vacío en una fracción de segundo de 1 sobre 299 millones 792 mil 458 esta definición asegura que la velocidad de la luz es exactamente ese número sin
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decimales pero presta atención en este vídeo voy a probar que la luz quizás nunca viaje a esta velocidad realmente y puedo decirlo porque en realidad nadie la ha medido nunca no podemos medir la velocidad de la luz de la misma manera en la que medimos otras velocidades [Música] creo que ya estamos grabando que haremos el vídeo es acerca de medir la velocidad de las cosas bien cuéntame cómo has medido la velocidad de una bola de béisbol disparada desde tu cañón para
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medir la velocidad de la bola tienes que saber dos cosas necesitas la distancia entre dos puntos y necesitas saber el tiempo que le toma a la bola viajar de un punto al otro básicamente tomamos la distancia dividida por el tiempo y obtenemos la velocidad de la bola y en este caso firmamos con una cámara de alta velocidad que te permite contar los cuadros y cronometrar los internamente o hablaras de relatividad harás algo extraño verdad lo viste venir no puedo creer lo enojo quiero preguntarte acerca de la velocidad de la luz ok
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podrías medir la velocidad de la luz así imagina que tienes un láser que puede lanzar un rayo a través de un vacío absoluto por un kilómetro comienza el reloj en el instante en el que disparase ese rayo y detén lo justo cuando llega al final pero como sabes cuando la luz ha recorrido un kilómetro si tú y el reloj están en el punto de inicio bien entonces necesitas dos relojes uno donde se encuentra el láser y otro al final que se detenga automáticamente al detectar la luz del
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láser pero ahora cómo te aseguras de que ambos relojes están sincronizados podrías conectarlos a través de un cable y enviar un pulso de uno al otro pero ese pulso viajaría a la velocidad de la luz y por ende con demora podrías pensar que puedes restar el tiempo de esa demora pero es equivalente al tiempo que tarda la luz en viajar un kilómetro eso es lo que no sabemos y estamos tratando de medir ok nuevo plan comienza con los dos relojes juntos y sincroniza los primero y luego
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envía uno de ellos hacia el final del trayecto que puede salir mal ahora bueno aun te lo diré el reloj del final se mueve con respecto al otro y la relatividad especial dice que los relojes en movimiento ocurren más despacio con relación a los observadores estacionarios así que cuando el reloj haya recorrido un kilómetro ya no estará sincronizado con el del comienzo puedo contarte la única solución a este problema elimina el segundo reloj pon un espejo al final del trayecto que refleje la luz y utiliza solo un reloj al
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comienzo para medir el viaje de ida y de vuelta no se ha hecho esto antes a alguien en una montaña que tenía una rueda con una linterna y había algo como un espejo del otro lado de la montaña siempre quise hacer eso bueno eso suena similar a como originalmente se intentó medir la velocidad de la luz experimentalmente por hippolite piso en 1849 emitió un rayo de luz a través de los dientes de un engranaje girando rápidamente hacia un espejo en la cima de una colina a 8 km y luego al aumentar
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la velocidad del engranaje llegó al punto en el que la luz reflejada pasaba por el diente siguiente y podía ser observada así me dio que la velocidad de la luz será 313 mil kilómetros por segundo que está dentro del cinco por ciento del valor aceptado en la actualidad entonces alguien si ha medido la velocidad de la luz o no realmente lo que fue medido es el viaje de ida y regreso de la velocidad de la luz pero nadie ha medido el viaje de ida de la velocidad de la luz que plantearé algo sencillamente te lo
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preguntaré qué sucede si la velocidad de la luz en esta dirección es diferente a la velocidad de la luz en esta otra dirección eso suena un vídeo de veritas yum mi pregunta es podría resolverlo el punto crucial de este problema es que la única forma en la que se ha podido medir la velocidad de la luz es mediante su viaje de ida y vuelta nadie ha podido medir la velocidad de la luz en una sola dirección es posible que la velocidad de la luz sea la mitad de cee en una dirección y luego instantánea en su
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viaje de regreso que es posible hablas en serio piensa en la comunicación con un astronauta perdido en marte llamémoslo marc enviamos una señal y recibimos una respuesta a 20 minutos más tarde así que imaginamos que nuestra señal demora 10 minutos en viajar hasta allí y la respuesta demora 10 minutos pero es posible que nuestro mensaje haya demorado 20 minutos en su viaje y la respuesta haya regresado instantáneamente no habría manera de
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distinguir entre estos dos escenarios porque sería diferente con la velocidad de la luz bueno es posible que haya una dirección favorecida en el espacio-tiempo es decir nuestro universo tiene muchas simetrías pero hay muchas más asimetrías por ejemplo porque hay tanta materia en relación con la antimateria y los científicos han planteado teorías físicas internamente consistentes en las que la velocidad de la luz es diferente en una dirección y en la opuesta la velocidad de la luz podría variar en un pequeño porcentaje e
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incluso en extremos podría ser la mitad de cee en una dirección e infinitamente de luz en la dirección inversa entonces veamos si comprendo bien es difícil creer te es difícil que te crea no te creo cuando dices que la luz tiene una velocidad diferente en una dirección que en otra pero te conozco lo suficiente para saber que no me llamarías ni me grabar y has si no estuviese seguro de tener la razón y eso es lo que me asusta de esta conversación eso es lo que me asusta
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quizás pienses que es mucho más sencillo que la luz viaje a la misma velocidad en todas las direcciones pero en verdad eso es tan solo una convención no un hecho verificado científicamente einstein señaló esto en su famoso artículo de 1905 acerca de la electrodinámica de cuerpos en movimiento ocupa sus primeras páginas con el problema de la sincronización de relojes en diferentes sitios y ve y dice que no hay forma en la que podamos comparar significativamente los tiempos que miden excepto que
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establezcamos por definición que el tiempo requerido por la luz para viajar del punto a al b es igual al tiempo requerido para viajar del punto de alá esencialmente está definiendo que la velocidad de la luz en direcciones opuestas es la misma y remarca por definición para recordarnos que esto es sólo una convención es conocida como la convención de sincronización de einstein así que la idea de que la velocidad de la luz es igual en direcciones opuestas como einstein postularía más tarde no es ni una suposición ni una hipótesis
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acerca de la naturaleza física de la luz sino una estipulación que puedo realizar voluntariamente para llegar a una definición de simultaneidad a eso parece mucho más subjetivo que lo que creo que la gente debe imaginar como la definición de la velocidad de la luz esto es tremendo nunca lo había pensado yo tampoco lo había pensado antes siempre asumí que al decir la velocidad de la luz ese hablábamos de la velocidad en un sentido pero no hay manera de determinar la sólo podemos definir la
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velocidad de ida y vuelta tan solo mira como einstein definió hace es mediante el viaje completo de hasta ve y de vuelta hasta no sé si lo has visto en tus clases de física pero siempre que hay un reloj de luz envía la luz hacia arriba y rebota hacia atrás nunca verías que la luz rebota en una sola dirección y es por eso que de lo único que podemos estar seguros que es constante para los observadores inerciales es la velocidad de la luz de ida y vuelta por más de 100 años los científicos han intentado resolver este problema medir la
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velocidad de la luz en un sentido por sí misma aquí tengo un artículo publicado en el american journal of physics en 2009 que asegura medir la velocidad de la luz en un solo sentido y aquí está el artículo que lo refuta señalando que en verdad estaban midiendo la velocidad en ambas direcciones pero imagino que tú tienes algunas ideas sobre cómo medir la velocidad de la luz así que repasemos algunas por ejemplo no podemos simplemente usar una cámara de alta velocidad que captura a un billón de cuadros por segundo y así ver la luz atravesando un objeto el problema es que
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no solo estarías viendo la luz atravesando el objeto sino también rebotando hacia la cámara eso mediría la luz en ambas direcciones tengo una idea usa un carrete de cable de fibra óptica no lo sé de unos 300.000 kilómetros de largo y puedes emitir la luz aquí tienes el otro extremo del cable aquí y podrías emitir la y esperar y medir la demora para ver si llega a un segundo después allí el problema es que esa fibra está girando constantemente así que podría suceder que cuando la luz viaja en esta dirección en la parte superior del ciclo
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lo haga más despacio y en la parte inferior viaje más rápido todo se termina promediando en la fibra y obtienes finalmente muchos viajes de ida y vuelta nunca lo obtendrías en un solo sentido y qué tal si centras un dispositivo de sincronización entre los relojes y envías pulsos simultáneos bien si la velocidad de la luz es la misma en ambas direcciones esto sincronizará perfectamente los relojes pero si la velocidad de la luz es diferente en cada dirección uno de los relojes se adelantaría al otro y se adelantaría por la exacta cantidad que
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haría que al medir la velocidad de la luz encontrase es que el valor es a pesar de que no sea la velocidad a la que viaja la luz por esta razón los relojes sincronizados vía gps no funcionarían el sistema gps está basado en la suposición de que la velocidad de la luz es la misma en cualquier dirección si la velocidad de la luz es diferente en distintas direcciones los pulsos de luz de los satélites viajarían a diferentes velocidades y los relojes no estarían sincronizados significa que siempre medirán se en el viaje de ida
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sea esto cierto o no qué pasa si comenzamos con relojes sincronizados en el centro y los distanciamos a la misma velocidad en direcciones opuestas así la dilatación temporal de cada reloj será la misma y seguirían sincronizados al llegar a sus lugares de igual manera esto solo funcionaría si la velocidad de la luz fuese igual en ambas direcciones si la velocidad de la luz depende de la dirección también lo hará la dilatación temporal quizás creas que puedes mover los relojes muy lentamente para que la dilatación sea insignificante pero si la
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velocidad de la luz cambia en distintas direcciones no podrás usar la fórmula estándar para calcular cuál sería la dilatación temporal podría ser mucho peor de lo que crees por eso la realidad es que estamos estancados necesitamos relojes sincronizados para medir la velocidad de la luz en un sentido pero necesitamos esa velocidad para sincronizar nuestros relojes esto puede parecer sólo una preocupación académica así que quiero darte un ejemplo que ilustra cuán diferente es el funcionamiento del universo si la velocidad de la luz no es igual en todas
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las direcciones supongamos que en marte marc quieres sincronizar su reloj con la tierra al mediodía desde control le envían un mensaje que dice esta señal fue enviada exactamente a las 12 en punto cuando marc recibe este mensaje utiliza la convención de sincronización de einstein para programar su reloj sabe que la demora del viaje completo es 20 minutos así que asume que la señal debe haber demorado 10 minutos en alcanzarlo fija en su reloj las 12 y 10 pm y envía una respuesta esta respuesta es enviada a las 12 y 10
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el mensaje es recibido en la tierra a las 12 y 20 pm así que ambas partes saben que la sincronización fue exitosa cuando el reloj alcanza las 12 y 20 en la tierra simultáneamente lo hará en martes pero ahora considera qué sucede si la velocidad de la luz no es la misma en ambas direcciones digamos que ese sobre 2 desde la tierra hasta marte y luego instantánea desde marte hasta la tierra nadie lo sabe por supuesto así que utilizan la convención de einstein el mensaje es enviado desde la tierra
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pero ahora demora 20 minutos en llegar hasta marte pero marc no lo sabe y al igual que antes asume que la señal demoró 10 minutos en alcanzarlo y fija su reloj en 12 y 10 pm aunque ahora en la tierra son las 12 y 20 pm marc entonces recibe respuesta enviada a las 12 y 10 y es instantáneamente recibido en la tierra a las 12 y 20 la experiencia para los dos sujetos es la misma los mismos mensajes fueron enviados con la misma demora temporal
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local pero sus relojes están de sincronizados por 10 minutos lo que ellos creen que es el mismo momento para el otro observador en verdad no lo es y no tienen forma de siquiera notar o corregir este error imagina que en la tierra inmediatamente responden cuánto tardó este mensaje en llegarte ahora son las doce y veinte este mensaje demoraría 20 minutos en llegar hasta marte pero por la desincronización de los relojes llegaría a las 12 30 de la hora de marte y marca responderían 10 minutos un mensaje que instantáneamente llegaría a
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la tierra a las 12 40 hora terrestre este diagrama espacio-temporal muestra cómo hay flexibilidad en lo que consideras que es el mismo momento en dos lugares diferentes y cómo defines la velocidad de la luz en un sentido einstein escogió la convención donde la velocidad de la luz es siempre la misma pero desde una perspectiva experimental cualquier otra convención sería igual de válida incluso una en donde la velocidad de la luz es sobre dos en una e instantánea en la opuesta en ese caso
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es interesante considerar qué es lo que ve cada observador cuando se miran entre marc vería a la tierra como estaba 20 minutos atrás pero la tierra vería a marte en tiempo real exactamente como está ahora mismo y este efecto no funcionaría solo con marte si miras más allá podrías ver estrellas a cientos de años luz de distancia no como se veían hace siglos sino exactamente como se encuentran en este instante
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algo importante es que tú solo sabes de esa luz cuando te alcanza y no sabes nada acerca de qué recorrido hizo hacia ti tan solo la vez y está allí como si fuera instantáneo así que una interpretación instantánea de esa luz es igual de buena que una donde le tómese en alcanzarnos me está destrozando el cerebro es decir es imposible de saber verdad es imposible de saber ese es el punto del vídeo nos hemos puesto de acuerdo basándonos en algo que escribió a insta en 1905 hemos acordado que ese
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en todas las direcciones pero la realidad es que la física funciona de la misma manera 107 sobre 12 instantánea o cualquier medida intermedia siempre que el viaje de ida y vuelta resulte en la física sigue en pie y eso es lo loco entonces si no podemos medir la velocidad de la luz en un sentido y si no hay ninguna diferencia para cualquiera de las leyes de la física cuál es el objetivo de siquiera hablar de ello bueno eso es definitivamente una perspectiva válida en un debate que sigue vigente desde 1905 algunos físicos
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apelan al criterio de simplicidad de ockham sencillo pensar que la luz viaja a la misma velocidad en todas las direcciones la mayoría de los físicos actuales aceptan la convención y siguen con sus vidas pero yo creo que es importante señalar que es sólo una convención no un hecho empíricamente verificado personalmente creo que es fascinante que esto sea algo sobre el universo que permanezca oculto para nosotros si el viaje en ambas direcciones equivale a cepero la velocidad en un sentido tiene un valor definido y si no lo tiene que
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significa eso para el concepto de simultaneidad cuando es ahora mismo en marte tiene siquiera sentido hablar de eventos sucediendo al mismo tiempo si están separados por grandes distancias quizás es una característica extraña del universo y no tiene explicación o quizás cuando la física de su próximo salto paradigmático nuestra inhabilidad para medir la velocidad en un sentido será la pista más obvia para entender el modo en la que la relatividad general la
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mecánica cuántica el espacio y el tiempo están conectados y nos preguntaremos por qué no lo vimos antes por mi mujer [Música]

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