La relatividad especial es fácil si tienes buenos conocimientos matemáticos. Comience con los axiomas:
- No hablarás de ninguna cantidad sin especificar cómo se medirá,
- Dondequiera que esté, o por rápido que se mueva, siempre medirá la velocidad de la luz en el vacío para que sea exactamente igual a c.
Proceder desde allí. Por ejemplo (y lo admito, la última vez que vi estas cosas, Einstein todavía trabajaba en patentes, así que esto es difícil):
TEOREMA: Es imposible para cualquier observador viajar a la velocidad de la luz.
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Prueba: Probamos esto por contradicción. Supongamos que estamos viajando a la velocidad de la luz en una nave espacial que tiene exactamente una longitud de c / 2. Tenemos un espejo en el otro extremo de la nave espacial. Medimos la velocidad de la luz. Según el Axioma 1, debemos especificar cómo lo hacemos, por lo que proyectaremos un rayo láser en el espejo y lo volveremos a hacer, y luego dividiremos el tiempo de viaje por la distancia para obtener la velocidad. (Dejaremos, como ejercicio para el lector alerta, cómo medimos el tiempo)
Mientras tanto, pasamos un observador estacionario. También miden la velocidad de la luz y los rayos, ya que acabas de encender un láser, lo usarán. Como deben medir la misma velocidad de la luz, esto significa que después de 1 segundo, deben observar que el “frente” del haz de luz esté a una distancia c de su punto de partida.
Pero después de 1 segundo, el punto de partida (en el barco) también está a una distancia c de su punto de partida. Esto es cierto para cualquier cantidad de tiempo, ya sea 1 segundo o 1 billón de años. Esto significa que el rayo láser no puede alcanzar el espejo en el extremo más alejado del barco, lo que hace imposible que el observador a bordo mida la velocidad de la luz como c.
Pero esto contradice nuestro segundo axioma, que deben medir la misma velocidad de la luz.
Por lo tanto, no podemos permitir que ningún observador se mueva a la velocidad de la luz.