Algunos dicen que la razón por la que no puede viajar más rápido que la luz es que su masa aumentará a medida que su velocidad se aproxime a la velocidad de la luz, por lo que, independientemente de la cantidad de energía que pueda generar su impulso estelar, llegará a un punto en el que ninguna cantidad de energía puede aumentar Acelera tu nave espacial porque su masa se acerca al infinito.
Esta línea de pensamiento es, en el mejor de los casos, una descripción incompleta de lo que realmente está sucediendo y no es una forma particularmente efectiva de explicar por qué no puede moverse más rápido que la luz (aunque realmente no puede). Sin embargo, la historia ofrece información útil sobre por qué la masa es equivalente a la energía, de acuerdo con la relación e = mc2.
En primer lugar, he aquí por qué la historia no está completa. Aunque alguien en la Tierra podría ver aumentar la masa de su nave espacial a medida que se mueve cerca de la velocidad de la luz, usted, el piloto, no notará su cambio de masa en absoluto. Dentro de su nave espacial, aún podría subir escaleras, saltar la cuerda, y si tuviera un juego de básculas de baño para el viaje, aún pesaría lo mismo que en la Tierra (suponiendo que su nave esté equipada con el lo último en tecnología de gravedad artificial que imita las condiciones en la superficie de la Tierra).
El cambio percibido por un observador de la Tierra es solo relativista masa. Si pisa los frenos y vuelve a una velocidad más convencional, toda la masa relativista desaparecería y un observador de la Tierra simplemente lo vería reteniendo con la misma apropiado (o descansar) la masa que la nave espacial y usted tenían antes de abandonar la Tierra.
El observador de la Tierra sería más correcto al considerar su situación en términos de energía de momento, que es un producto de su masa y su velocidad. Entonces, a medida que bombea más energía a su sistema de impulsión estelar, alguien en la Tierra realmente ve aumentar su impulso, pero lo interpreta como un aumento de masa, ya que su velocidad no parece aumentar mucho en absoluto una vez que aumenta alrededor del 99% de la velocidad de la luz. Luego, cuando disminuya la velocidad nuevamente, aunque parezca que está perdiendo masa, realmente está descargando energía, tal vez al convertir su energía cinética de movimiento en calor (suponiendo que su nave espacial esté equipada con lo último en tecnología de frenado relativista).
Desde la perspectiva del observador basado en la Tierra, puede formular que la ganancia de masa relativista observada al viajar cerca de la velocidad de la luz es la suma de la masa / energía en reposo de la nave espacial más la energía cinética de su movimiento, todo dividido por c2. A partir de eso, puede (dando un paso alrededor de algunas matemáticas moderadamente complejas) derivar que e = mc2. Este es un hallazgo útil, pero tiene poco que ver con por qué la velocidad de la nave espacial no puede exceder la velocidad de la luz.
El fenómeno de la masa relativista sigue una relación asintótica similar, aunque inversa, con su velocidad. Entonces, a medida que se acerca a la velocidad de la luz, su tiempo relativista se acerca a cero (los relojes son lentos), sus dimensiones espaciales relativistas se acercan a cero (las longitudes se contraen), pero su masa relativista crece hacia el infinito.
Pero como ya hemos cubierto, en la nave espacial no experimenta que su nave espacial gane masa (ni parece encogerse, ni sus relojes se ralentizan). Por lo tanto, debe interpretar su aumento en la energía de impulso como un aumento de velocidad genuino, al menos con respecto a una nueva comprensión que ha desarrollado sobre la velocidad.
Para usted, el piloto, cuando se acerca a la velocidad de la luz y sigue bombeando más energía a su sistema de accionamiento, lo que encuentra es que sigue llegando a su destino más rápido, no tanto porque está moviéndose más rápido, pero debido a que el tiempo que calculó que le llevaría cruzar la distancia desde el punto A al punto B es perceptiblemente mucho menor, de hecho, la distancia entre el punto A y el punto B también es perceptiblemente mucho menor. Por lo tanto, nunca se rompe la velocidad de la luz porque los parámetros de distancia a lo largo del tiempo de su velocidad siguen cambiando de una manera que garantiza que no pueda.
En cualquier caso, la consideración de la masa relativista es probablemente la mejor manera de derivar la relación e = mc2 Dado que la masa relativista es un resultado directo de la energía cinética del movimiento. La relación no se cae fácilmente de la consideración de (digamos) una explosión nuclear, ya que gran parte de la energía de la explosión se deriva de la liberación de la energía de unión que mantiene unido un átomo pesado. Una explosión nuclear tiene más que ver con la transformación de la energía que con la conversión de la materia en energía, aunque a nivel de sistema todavía representa una verdadera conversión de masa en energía.
Del mismo modo, podría considerar que su taza de café es más masiva cuando hace calor, y se vuelve mucho menos masiva cuando se enfría. La materia, en términos de protones, neutrones, electrones ... y café, se conserva en gran medida a lo largo de este proceso. Pero, por un tiempo, la energía térmica realmente se suma a la masa del sistema, aunque dado que es una masa de m = e / c2, es una cantidad muy pequeña de masa.
