Velocidad de la luz en el aire
La velocidad de la luz en el vacío, comúnmente denotada como c, es una constante física universal que es importante en muchas áreas de la física. La velocidad de la luz c es exactamente igual a 299.792.458 metros por segundo (aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo; 186.000 millas por segundo; 671 millones de millas por hora)[Nota 3] Según la teoría especial de la relatividad, c es el límite superior de la velocidad a la que la materia o la energía convencionales (y, por tanto, cualquier señal portadora de información) pueden viajar por el espacio[4][5][6].
Todas las formas de radiación electromagnética, incluida la luz visible, viajan a la velocidad de la luz. Para muchos fines prácticos, la luz y otras ondas electromagnéticas parecerán propagarse instantáneamente, pero para largas distancias y mediciones muy sensibles, su velocidad finita tiene efectos notables. La luz de las estrellas que se ve en la Tierra abandonó las estrellas hace muchos años, lo que permite a los humanos estudiar la historia del universo viendo objetos lejanos. Cuando se comunica con sondas espaciales lejanas, las señales pueden tardar de minutos a horas en viajar desde la Tierra a la nave espacial y viceversa. En informática, la velocidad de la luz fija el retraso mínimo de comunicación entre ordenadores, a la memoria del ordenador y dentro de una CPU. La velocidad de la luz puede utilizarse en las mediciones del tiempo de vuelo para medir grandes distancias con una precisión extremadamente alta.
Velocidad de la luz en el sólido
En algún lugar del espacio exterior, a miles de millones de años luz de la Tierra, la luz original asociada al Big Bang del universo está abriendo nuevos caminos mientras sigue avanzando hacia el exterior. En marcado contraste, otra forma de radiación electromagnética originada en la Tierra, las ondas de radio del episodio inaugural en directo de The Lucy Show, están emitiendo un estreno en algún lugar del espacio profundo, aunque con una amplitud muy reducida.El concepto básico que subyace a ambos acontecimientos tiene que ver con la velocidad de la luz (y de todas las demás formas de radiación electromagnética).
Kenneth R. Spring – Consultor científico, Lusby, Maryland, 20657.Thomas J. Fellers, Lawrence D. Zuckerman y Michael W. Davidson – National High Magnetic Field Laboratory, 1800 East Paul Dirac Dr., The Florida State University, Tallahassee, Florida, 32310.
Velocidad de la luz en el vacío
¿Sabes qué es realmente rápido? El agua. Observa la alcachofa de la ducha la próxima vez que te dispongas a asearte por la mañana. Cuando giras la manivela, el agua sale disparada muy rápido. Si te bañas, habrás notado cómo el agua sale a toda prisa de la boquilla y empieza a llenar la bañera. Es divertido ver cómo las primeras olas de agua llegan al final de la bañera y salpican los lados.
Ahora piensa en algo aún más rápido. ¿De qué estamos hablando? De la luz, por supuesto. Cuando accionas el interruptor de la luz, ¿la luz se comporta como el agua? ¿Ves cómo sale disparada de la bombilla y salpica las paredes como una ola? No. La luz llena la habitación por todas partes instantáneamente. Es súper rápida.
Pero, ¿cuál es la velocidad exacta de la luz? Desde luego, no se puede medir con los ojos. Como ya hemos dicho, el accionamiento de un interruptor de la luz llena instantáneamente una habitación de luz. Los primeros científicos se dieron cuenta de este mismo fenómeno. De hecho, muchos de los primeros científicos pensaban que la luz no viajaba a una velocidad rápida. En cambio, creían que estaba presente de forma instantánea o no.
Velocidad de la luz en el vidrio
Es fácil notar algunas cosas extrañas cuando se mira dentro de una pecera. Por ejemplo, puede ver que el mismo pez parece estar en dos lugares diferentes (Figura \N(\PageIndex{1}\)). Esto se debe a que la luz que viene del pez hacia nosotros cambia de dirección cuando sale de la pecera, y en este caso, puede recorrer dos caminos diferentes para llegar a nuestros ojos. El cambio de dirección de un rayo de luz (llamado vagamente curvatura) cuando pasa a través de variaciones en la materia se llama refracción. La refracción es responsable de una enorme gama de fenómenos ópticos, desde la acción de las lentes hasta la transmisión de la voz a través de las fibras ópticas.
La velocidad de la luz \ (c\) no sólo afecta a la refracción, sino que es uno de los conceptos centrales de la teoría de la relatividad de Einstein. Al mejorar la precisión de las mediciones de la velocidad de la luz, se descubrió que \(c\) no depende de la velocidad de la fuente o del observador. Sin embargo, la velocidad de la luz sí varía de forma precisa con el material que atraviesa. Estos hechos tienen implicaciones de gran alcance, como veremos en “Relatividad especial”. Establece conexiones entre el espacio y el tiempo y altera nuestras expectativas de que todos los observadores midan el mismo tiempo para el mismo evento, por ejemplo. La velocidad de la luz es tan importante que su valor en el vacío es una de las constantes más fundamentales de la naturaleza, además de ser una de las cuatro unidades fundamentales del SI.