En la Tierra, cuando la velocidad de un objeto rompe la barrera del sonido, se emitirá un fuerte estallido sónico y se puede formar una nube de estallido sónico alrededor del objeto. Entonces, ¿existe una barrera de luz similar a la barrera del sonido? ¿Qué sucede cuando un objeto excede la velocidad de la luz?
Según la teoría especial de la relatividad, la velocidad en el vacío de la luz c es la velocidad local más rápida. La velocidad de propagación de objetos o información efectiva no puede exceder la velocidad de la luz, y es imposible para objetos con estática. masa para alcanzar la velocidad de la luz. Se puede decir que la velocidad de la luz en el vacío es una "barrera de luz". Ningún objeto puede atravesarla y nadie sabe qué fenómenos ocurrirán si atraviesa la "barrera de luz".
Sin embargo, en determinadas circunstancias, la "velocidad superluminal" existe y también producirá un fenómeno icónico, que es la radiación Cherenkov.
La velocidad de propagación de la luz en el medio se ralentizará. Por ejemplo, la velocidad de la luz en el agua es 75 de la velocidad de la luz en el vacío. Si la velocidad de propagación de partículas cargadas (como electrones y protones) en el agua supera los 0,75c, se producirá el fenómeno de romper la "barrera de luz", generando ondas de choque de fotones y emitiendo radiación azul de Cherenkov, que es una especie de onda corta. -ondas de radiación electromagnética. La radiación Cherenkov se encuentra comúnmente en los reactores nucleares y el fenómeno puede usarse para estudiar partículas cargadas que se mueven a altas velocidades.
Cabe señalar que en el efecto de radiación Cherenkov, la velocidad de la luz superada por las partículas cargadas es la velocidad de fase, no la velocidad del frente de onda. Cuando la luz se propaga en un medio, los electrones en el medio absorberán fotones y entrarán en un nivel de energía más alto, y luego los electrones irradiarán fotones y saltarán de regreso al nivel de energía original. Este proceso lleva una cierta cantidad de tiempo, por lo que. la luz en el medio La propagación parece estar desacelerando. De hecho, la velocidad del frente de onda de la luz en sí no cambia.
Además, considerando la velocidad de expansión de la propia estructura del espacio, después de que las galaxias en el espacio estén separadas por más de 14 mil millones de años luz, la velocidad de retroceso entre ellas será mayor que la velocidad de la luz. La consecuencia de este fenómeno "más rápido que la luz" es que nunca podremos observar las galaxias que ahora se encuentran a 14 mil millones de años luz de distancia, porque se alejan a velocidades más rápidas que la luz, sin importar cuánto tiempo. pasa, emiten Incapaz de completar el viaje a la Vía Láctea.
Vale la pena enfatizar que las galaxias en realidad no se mueven más rápido que la velocidad de la luz en relación con el espacio de fondo. Porque este fenómeno superligero es causado por la expansión de la estructura del espacio mismo, y la expansión espacial no está sujeta a la teoría especial de la relatividad.