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Come fa la luce a viaggiare nello spazio ?
Per essere chiari, ci sono molte teorie e nessuno è arrivato a una risposta definitiva in merito. Ma menzionerò una teoria che in qualche modo non è stata trattata qui.
Einstein ha predetto che mentre gli oggetti viaggiavano più vicino alla velocità della luce, il loro tempo relativo avrebbe continuato a rallentare. Naturalmente, qualsiasi cosa con la massa non può mai raggiungere la velocità della luce. Poiché la luce non ha massa e viaggia alla sua stessa velocità, la luce non ha tempo. Questo fa sorgere la domanda su come qualcosa può viaggiare senza tempo.
Secondo questa teoria, la luce può essere in due posti contemporaneamente. La luce non attraversa lo spazio nel senso tradizionale.
Ci sono molti fisici credibili che mettono in discussione il punto di vista di Einstein sull’argomento. Sicuramente sembra impossibile dalla nostra prospettiva naturale, ma lo erano anche i buchi neri una volta.
The Delayed Choice Quantum Eraser ( in fondo trovate il pdf completo) è un esperimento recente che vale la pena esaminare se qualcuno è interessato a questa linea di pensiero. Sembra mostrare risultati di luce che non richiedono tempo per viaggiare ed essere in più posti contemporaneamente. Sebbene ci siano altre interpretazioni dei risultati, arrivando addirittura a rivendicare la retrocausalità, (ick) i risultati sembrano adattarsi a questa teoria.
La luce è un’onda dei campi elettrici e magnetici. Si propaga per auto-perpetuarsi.
Descrizione qualitativa
Un campo elettrico variabile nel tempo produce un campo magnetico spazialmente variabile e un campo magnetico variabile nel tempo produce un campo elettrico spazialmente variabile.
Scrivere un’equazione qualitativa
ΔtE~ΔxB
ΔtB~ΔxE
dove Δt è la variazione temporale della quantità alla sua destra
e Δx è la variazione spaziale della quantità alla sua destra.
Quindi, se si ha un campo elettrico variabile nel tempo che varia nel tempo, si produrrà un campo magnetico variabile nello spazio che varia nel tempo, il che provoca un campo elettrico che varia spazialmente spazialmente. Utilizzando la notazione di cui sopra
ΔtΔtE = ΔtΔxB = ΔxΔtB = ΔxΔxE
La stessa relazione vale per il campo magnetico.
Questo è il segno distintivo delle onde (questa è la descrizione verbale di quella che viene chiamata l’equazione delle onde) e le onde del campo elettrico e magnetico sono ciò che possiamo illuminare.
Descrizione quantitativa
L’elettromagnetismo è descritto dalle equazioni di Maxwell che descrivono come i campi elettrici, E⃗ e il campo magnetico, B⃗, si influenzano a vicenda e sono creati da cariche e correnti [*]:
∇⃗ ⋅E⃗ = ρ / ε0
∇⃗ ⋅B⃗ = 0
∇⃗ × E⃗ = -∂B⃗ / ∂t
∇⃗ × B⃗ = c-2∂E⃗ / ∂t + μ0J⃗
Sembra tutto molto complicato, ma la luce può esistere con le sorgenti, così possiamo impostare ρ e J⃗ per svanire (queste sono le densità di carica e di corrente). A questo punto, solo le ultime due equazioni fanno qualcosa.
L’equazione 3 è nota come legge di Faraday e l’equazione 4 è nota come legge di Ampere. L’equazione 3 dice che un campo magnetico variabile nel tempo crea un campo elettrico spazialmente variabile. L’equazione 4 dice che un campo elettrico variabile nel tempo crea un campo magnetico spazialmente variabile. Se si elaborano le implicazioni di queste equazioni, si scopre che è possibile impostare campi elettrici e magnetici che variano nello spazio e nel tempo, si auto-perpetuano indefinitamente. Questo è ciò che è la luce.
Possiamo semplificare le equazioni precedenti se cerchiamo la propagazione della luce nella direzione z. Quindi possiamo prendere la luce polarizzata nella direzione
x (cioè, il campo elettrico è nella direzione x)
∂Ex∂z = -∂cBy∂ct
∂cBy∂z = -∂Ex∂ct
dove ho messo la velocità della luce nei luoghi appropriati per rendere
la vita facile.
Per dare un esempio di soluzione:
Ex = E0cos (kz-cot)
Con = B0sin (KZ-cot)
se ω = kc, dove c è la velocità della luce e tutti gli altri componenti del campo elettromagnetico spariscono e B0 = E0 / c.
[*] I campi elettrici e magnetici sono vettori, il che significa che in ogni punto dello spazio c’è un campo elettrico e magnetico che può puntare in qualsiasi direzione [**].
[**] Infatti, nella relatività speciale, i campi elettrici e magnetici derivano da un tensore antisimmetrico di secondo rango, Fμν.
Qui le equazioni di Maxwell semplificano considerevolmente
∂μFμν = jν
(equazioni 1 e 4)
∂ [μFνσ] = 0
(equazioni 2 e 3) (il [] significa antisimmetrizza gli indici)
The Delayed Choice Quantum Eraser
https://www.thesolver.it/pdf/choicequantumeraser.pdf