Velocidad de la luz

Velocidad de la luz

Valores exactos

metros por segundo299792458

Unidades de Planck1

Valores aproximados

kilmetros por segundo300000

millas por segundo186000

kilmetros por hora1080 millones

Unidad astronmicapor da173

Duracin aproximada del tiempo que tarda la luz en recorrer

Distancia:Tiempo:

un metro3,34ns

un kilmetro3,34s

desde larbita geoestacionariaa laTierra119ms

la longitud delEcuador terrestre134ms

desde laLunaa la Tierra1,28segundos

desde elSola la Tierra (1ua)8,32min

unparsec3,26aos

desdeAlfa Centauria la Tierra4,37 aos

desde lagalaxia ms cercanaa la Tierra25000 aos

a travs de laVa Lctea100000 aos

desde lagalaxia de Andrmedaa la Tierra2,6 millones de aos

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Un haz delseren el aire viajando cerca del 99.97% de la rapidez de la luz en el vaco (elndice de refraccindel aire es alrededor de 1.0003).1Lavelocidad de la luzen elvacoes por definicin unaconstante universalde valor299792458m/s(aproximadamente186282.397millas/s)23(suele aproximarse a 3108m/s), o lo que es lo mismo 9.461015m/ao; la segunda cifra es la usada para definir al intervalo llamadoao luz.Se simboliza con la letrac, proveniente dellatncelrits(en espaol celeridad orapidez).El valor de la velocidad de laluzen el vaco fue incluido oficialmente en elSistema Internacional de Unidadescomo constante el 21 de octubre de1983,4pasando as elmetroa ser una unidad derivada de esta constante.La rapidez a travs de un medio que no sea el "vaco" depende de supermitividadelctrica, de su permeabilidad magntica, y otras caractersticas electromagnticas. En medios materiales, estavelocidades inferior a "c" y queda codificada en elndice de refraccin. En modificaciones del vaco ms sutiles, como espacios curvos,efecto Casimir, poblaciones trmicas o presencia de campos externos, la velocidad de la luz depende de la densidad de energa de ese vaco.[citarequerida]Escucha este artculo(info)

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ndice[ocultar] 1Descripcin 2Definicin del metro 3Comunicaciones 4Fsica 4.1Velocidad constante para todos los marcos de referencia 4.2Velocidad fsica y velocidad coordinada de la luz 4.3Interaccin con materiales transparentes 4.4Ms rpida que la luz 4.5Experimentos para retardar la luz 5Historia 5.1Islam 5.2Hinduismo 5.3Europa 5.4Medicin de la velocidad de la luz 5.4.1Primeros intentos 5.4.2Primeras mediciones 5.4.3Medidas directas 5.5Relatividad 6Vase tambin 7Referencias 7.1Referencias histricas 7.2Referencias modernas 8Enlaces externosDescripcin[editar]De acuerdo con lafsicamoderna todaradiacin electromagntica(incluida laluz visible) se propaga o mueve a una velocidad constante en el vaco, conocida comn aunque impropiamente[citarequerida] como "velocidad de la luz" (magnitudvectorial), en vez de "rapidez de la luz" (magnitudescalar). sta es unaconstante fsicadenotada comoc. La rapidezces tambin la rapidez de la propagacin de lagravedaden lateora general de la relatividad.Una consecuencia en las leyes del electromagnetismo (tales como lasecuaciones de Maxwell) es que la rapidezcde radiacin electromagntica no depende de la velocidad del objeto que emite la radiacin. As, por ejemplo, la luz emitida de una fuente de luz que se mueve rpidamente viajara a la misma velocidad que la luz proveniente de una fuente estacionaria (aunque elcolor, lafrecuencia, laenergay elmomentumde la luz cambiarn; fenmeno que se conoce comoefecto Doppler).Si se combina esta observacin con elprincipio de relatividad, se concluye que todos los observadores medirn la velocidad de la luz en el vaco como una misma, sin importar elmarco de referenciadel observador o la velocidad del objeto que emite la luz. Debido a esto, se puede ver accomo una constante fsica fundamental. Este hecho, entonces, puede ser usado como base en la teora de relatividad especial. La constante es la rapidezc, en vez de la luz en s misma, lo cual es fundamental para larelatividad especial. De este modo, si la luz es de alguna manera retardada para viajar a una velocidad menor ac, esto no afectar directamente a la teora de relatividad especial.Observadores que viajan a grandes velocidades encontrarn que las distancias y los tiempos se distorsionan de acuerdo con latransformacin de Lorentz. Sin embargo, las transformaciones distorsionan tiempos y distancias de manera que la velocidad de la luz permanece constante. Una persona viajando a una velocidad cercana actambin encontrar que los colores de la luz al frente setornan azulesy atrs setornan rojos.Si la informacin pudiese viajar ms rpido quecen un marco de referencia, lacausalidadsera violada: en otros marcos de referencia, la informacin sera recibida antes de ser mandada; as, la causa podra ser observada despus del efecto. Debido a ladilatacin del tiempode la relatividad especial, el cociente del tiempo percibido entre un observador externo y el tiempo percibido por un observador que se mueve cada vez ms cerca de la velocidad de la luz se aproxima a cero. Si algo pudiera moverse ms rpidamente que la luz, este cociente no sera unnmero real. Tal violacin de la causalidad nunca se ha observado.

Un cono de luz define la ubicacin que est en contacto causal y aquellas que no lo estn. Para exponerlo de otro modo, la informacin se propaga de y hacia un punto de regiones definidas por uncono de luz. ElintervaloAB en el diagrama a la derecha es de "tipo tiempo" (es decir, hay un marco de la referencia en qu acontecimiento A y B ocurren en la misma ubicacin en el espacio, separados solamente por su ocurrencia en tiempos diferentes, y si A precede B en ese marco entonces A precede B en todos marcos: no hay marco de referencia en el cual el evento A y el evento B ocurren simultneamente). De este modo, es hipotticamente posible para la materia (o la informacin) viajar de A hacia B, as que puede haber una relacin causal (con A la causa y B el efecto).Por otra parte, el intervalo AC es de "tipo espacio"[citarequerida](es decir, existe un marco de referencia donde el evento A y el evento C ocurren simultneamente). Sin embargo, tambin existen marcos en los que A precede a C o en el que C precede a A. Confinando una manera de viajarms rpido que la luz, no ser posible para ninguna materia (o informacin) viajar de A hacia C o de C hacia A. De este modo no hay conexin causal entre A y C.De acuerdo a la definicin actual, adoptada en1983, la rapidez de la luz es exactamente 299792458m/s (aproximadamente 3 108metros por segundo, 300000km/s o 300m por millonsima de s).El valor decdefine lapermitividad elctricadel vaco () en unidades delSIUcomo:

Lapermeabilidad magnticadel vaco () no es dependiente decy es definida en unidades delSIUcomo:.Estas constantes aparecen en lasecuaciones de Maxwell, que describen elelectromagnetismoy estn relacionadas por:

Las distancias astronmicas son normalmente medidas enaos luz(que es la distancia que recorre la luz en un ao, aproximadamente 9.46 1012km (9.46billones de km).Definicin del metro[editar]Artculo principal:MetroHistricamente, el metro ha sido definido como una fraccin de la longitud de unmeridianoa travs dePars, con referencia a la barra estndar y con referencia a unalongitud de ondade unafrecuenciaparticular de la luz. Desde1983el metro ha sido definido en referencia al segundo y la velocidad de la luz.En1967la XIIIConferencia General de Pesos y Medidasdefini al segundo deltiempo atmicocomo la duracin de 9192631770perodos de radiacin correspondiente a la transicin entre dosniveles hiperfinosdelestado fundamentaldeltomocesio-133, que en la actualidad sigue siendo la definicin del segundo.En1983la Conferencia General de Pesos y Medidas defini el metro como la longitud de la trayectoria viajada por la luz en absoluto vaco durante un intervalo de tiempo de 1/299792458de segundo, basndose en la constancia de la rapidez de la luz para todos los observadores. Esto significa que al medir la rapidez de la luz, al hallar cualquier diferencia medible de los valores definidos, entonces la longitud de tiempo estndar es incorrecta, o est exhibiendo un cambio desde el ltimo momento en que fue medida. Si tal cambio fuese real en la fsica, y no un error adjudicable a una perturbacin (como un cambio de temperatura o un choque mecnico), entonces se habra hecho un importante descubrimiento.La motivacin en el cambio de la definicin del metro, as como todos los cambios en la definicin de unidades, fue proveer una definicin precisa de la unidad que pudiese ser fcilmente usada para calibrar homogneamente dispositivos en todo el mundo. Labarra estndarno era prctica en este sentido, ya que no poda ser sacada de su cmara o utilizada por dos cientficos al mismo tiempo. Tambin era propensa a cambios masivos de longitud (comparados a la exactitud requerida) debido a variaciones de temperatura, por lo que requiri un largo tiempo de ajustes, desgaste de los extremos, oxidacin, etc., lo que se convirti en importantes problemas en la bsqueda de la exactitud perfecta.Comunicaciones[editar]

La velocidad de la luz es de gran importancia para lastelecomunicaciones. Por ejemplo, dado que el permetro de laTierraes de 40075km(en lalnea ecuatorial) yces tericamente la velocidad ms rpida en la que un fragmento de informacin puede viajar, el perodo ms corto de tiempo para llegar al otro extremo del globo terrqueo sera 0.067s.En realidad, el tiempo de viaje es un poco ms largo, en parte debido a que la velocidad de la luz es cerca de un 30% menor en unafibra ptica, y raramente existen trayectorias rectas en las comunicaciones globales; adems se producen retrasos cuando la seal pasa a travs de interruptores elctricos o generadores de seales. En2004, el retardo tpico de recepcin de seales desdeAustraliaoJapnhacia losEE.UU.era de 0.18s. Adicionalmente, la velocidad de la luz afecta al diseo de las comunicacionesinalmbricas.La velocidad finita de la luz se hizo aparente a todo el mundo en el control de comunicaciones entre elControl TerrestredeHoustonyNeil Armstrong, cuando ste seconvirti en el primer hombreque puso un pie sobre laLuna: despus de cada pregunta, Houston tena que esperar cerca de 3s para el regreso de una respuesta aun cuando los astronautas respondan inmediatamente.De manera similar, el control remoto instantneo de una nave interplanetaria es imposible debido a que una nave suficientemente alejada de nuestro planeta podra tardar algunas horas desde que enva informacin al centro de control terrestre y recibe las instrucciones.La velocidad de la luz tambin puede tener influencia en distancias cortas. En lossuperordenadoresla velocidad de la luz impone un lmite de rapidez a la que pueden ser enviados los datos entre procesadores. Si un procesador opera a 1GHz, la seal slo puede viajar a un mximo de 300mm en un ciclo nico. Por lo tanto, los procesadores deben ser colocados cerca uno de otro para minimizar los retrasos de comunicacin. Si las frecuencias de un reloj continan incrementndose, la rapidez de la luz finalmente se convertir en un factor lmite para el diseo interno dechipsindividuales.Fsica[editar]Velocidad constante para todos los marcos de referencia[editar]Es importante observar que la velocidad de la luz no es un lmite de velocidad en el sentido convencional. Unobservadorque persigue un rayo de luz lo medira al moverse paralelamente l mismo viajando a la misma velocidad como si fuese un observador estacionario. Esto se debe a que la velocidad medida por este observador depende no slo de la diferencia de distancias recorridas por l y por el rayo, sino tambin de sutiempo propioque se ralentiza con la velocidad del observador. La ralentizacin del tiempo odilatacin temporalpara el observador es tal que siempre percibir a un rayo de luz movindose a la misma velocidad.La mayora de los individuos estn acostumbrados a la regla de la adicin de velocidades: si dos coches se acercan desde direcciones opuestas, cada uno viajando a una velocidad de 50km/h, se esperara (con un alto grado de precisin) que cada coche percibira al otro en una velocidad combinada de 50 + 50=100km/h. Esto sera correcto en todos los casos si pudieramos ignorar que la medida fsica del tiempo transcurrido es relativa segn el estado de movimiento del observador.Sin embargo, a velocidades cercanas a la de la luz, en resultados experimentales se hace claro que esta regla no se puede aplicar por la dilatacin temporal. Dos naves que se aproximen una a otra, cada una viajando al 90% de la velocidad de la luz relativas a un tercer observador entre ellas, no se percibirn mutuamente a un 90% + 90%=180% de la velocidad de la luz. En su lugar, cada una percibir a la otra aproximndose a menos de un 99.5% de la velocidad de la luz. Este resultado se da por la frmula de adicin de la velocidad deEinstein:

dondevywson las velocidades de las naves observadas por un tercer observador, yues la velocidad de cualquiera de las dos naves observada por la otra.Contrariamente a la intuicin natural, sin importar la velocidad a la que un observador se mueva relativamente hacia otro observador, ambos medirn la velocidad de un rayo de luz que se avecina con el mismo valor constante, la velocidad de la luz.La ecuacin anterior fue derivada por Einstein de su teora derelatividad especial, la cual toma el principio de relatividad como premisa principal. Este principio (originalmente propuesto porGalileo Galilei) requiere que acten leyes fsicas de la misma manera en todos losmarcos de referencia.Ya que lasecuaciones de Maxwellotorgan directamente una velocidad de la luz, debera ser lo mismo para cada observador; una consecuencia que sonaba obviamente equivocada para los fsicos delsiglo XIX, quienes asuman que la velocidad de la luz dada por la teora de Maxwell es vlida en relacin al "ter lumnico".Pero elexperimento de Michelson y Morley, puede que el ms famoso y til experimento en la historia de la fsica, no pudo encontrar esteter, sugiriendo en su lugar que la velocidad de la luz es una constante en todos los marcos de referencia.Aunque no se sabe si Einstein conoca los resultados de los experimentos de Michelson y Morley, l dio por hecho que la velocidad de la luz era constante, lo entendi como una reafirmacin del principio de relatividad de Galileo, y dedujo las consecuencias, ahora conocidas como la teora de larelatividad especial, que incluyen la anterior frmula auto-intuitiva.Velocidad fsica y velocidad coordinada de la luz[editar]Artculo principal:Velocidad coordenada de la luzDebe tenerse presente, especialmente si se consideran sistemas de referencia no inerciales, que la observacin experimental de constancia de la luz se refiere a la velocidad fsica de la luz. La diferencia entre ambas magnitudes ocasion ciertos malentendidos a los tericos de principios de siglo XX. AsPaulilleg a escribir:No se puede hablar ya del carcter universal de la constancia de la velocidad de la luz en el vaco puesto que la velocidad de la luz es constante slo en los sistemas de referencia de Galileo5Sin embargo, ese comentario es cierto predicado de la velocidad coordenada de la luz (cuya definicin no involucra los coeficientes mtricos del tensor mtrico), sin embargo, una definicin adecuada de velocidad fsica de la luz involucrando las componentes del tensor mtrico de sistemas de referencia no inerciales lleva a que la velocidad fsica s sea constante.Interaccin con materiales transparentes[editar]

Refraccinde la luz.Elndice de refraccinde un material indica cun lenta es la velocidad de la luz en ese medio comparada con el vaco. La disminucin de la velocidad de la luz en los materiales puede causar la refraccin, segn lo demostrado por este prisma (en el caso de una luz blanca que parte del prisma en un espectro de colores, la refraccin se conocen como dispersin).Al pasar a travs de los materiales, la luz se propaga a una velocidad menor quecpor el cociente llamado ndice de refraccin del material. La rapidez de la luz en elairees slo levemente menor quec. Medios ms densos, como elaguay elvidrio, pueden disminuir ms la rapidez de la luz, a fracciones como 3/4y 2/3dec. Esta disminucin de velocidad tambin es responsable de doblar la luz en una interfase entre dos materiales con ndices diferentes, un fenmeno conocido comorefraccin.El ndice de refraccin "n" de un medio viene dado por la siguiente expresin, donde "v" es la velocidad de la luz en ese medio:

Ya que la velocidad de la luz en los materiales depende del ndice de refraccin, y el ndice de refraccin depende de la frecuencia de la luz, la luz a diferentes frecuencias viaja a diferentes velocidades a travs del mismo material. Esto puede causar distorsin en ondas electromagnticas compuestas por mltiples frecuencias; un fenmeno llamadodispersin.Los ngulos de incidencia (i) y de refraccin (r) entre dos medios, y los ndices de refraccin, estn relacionados por laLey de Snell. Los ngulos se miden con respecto al vector normal a la superficie entre los medios:

A escala microscpica, considerando la radiacin electromagntica como una partcula, la refraccin es causada por una absorcin continua y re-emisin de losfotonesque componen la luz a travs de los tomos o molculas por los que est atravesando. En cierto sentido, la luz por s misma viaja slo a travs del vaco existente entre estos tomos, y es impedida por los tomos. Alternativamente, considerando a la radiacin electromagntica como una onda, las cargas de cada tomo (primariamenteelectrones) interfieren con los campos elctricos y electromagnticos de la radiacin, retardando su progreso.Ms rpida que la luz[editar]Vase tambin:SuperlumnicoUna evidencia experimental reciente demuestra que es posible para lavelocidad de grupode la luz excederc. Un experimento hizo que la velocidad de grupo de rayoslserviajara distancias extremadamente cortas a travs de tomos decesioa 300vecesc. Sin embargo, no es posible usar esta tcnica para transferirinformacinms rpido quec: la rapidez de la transferencia de informacin depende de la velocidad frontal (la rapidez en la cual el primer incremento de un pulso sobre cero la mueve adelante) y el producto de la velocidad agrupada y lavelocidad frontales igual al cuadrado de la velocidad normal de la luz en el material.El exceder la velocidad de grupo de la luz de esta manera, es comparable a exceder la velocidad del sonido emplazando personas en una lnea espaciada equidistantemente, y pidindoles a todos que griten una palabra uno tras otro con intervalos cortos, cada uno midiendo el tiempo al mirar su propio reloj para que no tengan que esperar a escuchar el grito de la persona previa.La rapidez de la luz tambin puede parecer superada en cierto fenmeno que incluyeondas evanescentes, tales comotneles cunticos. Los experimentos indican que lavelocidad de fasede ondas evanescentes pueden exceder ac; sin embargo, parecera que ni la velocidad agrupada ni la velocidad frontal excedenc, as, de nuevo, no es posible que la informacin sea transmitida ms rpido quec.En algunas interpretaciones de la mecnica cuntica, los efectos cunticos pueden ser retransmitidos a velocidades mayores quec(de hecho, laaccin a distanciase ha percibido largamente como un problema con la mecnica cuntica: verparadoja EPR). Por ejemplo, losestados cunticosde dos partculas pueden estar enlazados, de manera que el estado de una partcula condicione el estado de otra partcula (expresndolo de otra manera, uno debe tener unespnde + y el otro de -). Hasta que las partculas son observadas, stas existen en unasuperposicinde dos estados cunticos (+, ) y (, +). Si las partculas son separadas y una de ellas es observada para determinar su estado cuntico, entonces el estado cuntico de la segunda partcula se determina automticamente. Si, en algunas interpretaciones de mecnica cuntica, se presume que la informacin acerca del estado cuntico es local para una partcula, entonces se debe concluir que la segunda partcula toma su estado cuntico instantneamente, tan pronto como la primera observacin se lleva a cabo. Sin embargo, es imposible controlar qu estado cuntico tomar la primera partcula cuando sea observada, as que ninguna informacin puede ser transmitida de esta manera. Lasleyes de la Fsicatambin parecen prevenir que la informacin sea transmitida a travs de maneras ms astutas, y esto ha llevado a la formulacin de reglas tales como elteorema de no clonacin.El llamadomovimiento superluminartambin es visto en ciertos objetos astronmicos, tales como losjet de Galaxia activa, galaxias activas ycusares. Sin embargo, estos jets no se mueven realmente a velocidades excedentes a la de la luz: el movimiento aparente superluminar es una proyeccin del efecto causado por objetos movindose cerca de la velocidad de la luz en unngulopequeo del horizonte de visin.Aunque puede sonar paradjico, es posible que lasondas expansivasse hayan formado con la radiacin electromagntica, ya que una partcula cargada que viaja a travs de un medioinsolado, interrumpe el campo electromagntico local en el medio. Los electrones en los tomos del medio son desplazados ypolarizadospor el campo de la partcula cargada, y los fotones que son emitidos como electrones se restauran a s mismos para mantener el equilibrio despus de que la interrupcin ha pasado (en unconductor, la interrupcin puede ser restaurada sin emitir un fotn).En circunstancias normales, estos fotones interfieren destructivamente unos con otros y no se detecta radiacin. Sin embargo, si la interrupcin viaja ms rpida que los mismos fotones, los fotones interferirn constructivamente e intensificarn la radiacin observada. El resultado (anlogo a unaexplosin snica) es conocido comoradiacin Cherenkov.La habilidad de comunicarse o viajarms rpido que la luzes un tema popular en la ciencia ficcin. Se han propuesto partculas que viajan ms rpido que la luz,taquiones, doblados[citarequerida]por lafsica de partculas, aunque nunca se han observado.Algunos fsicos (entre ellosJoo MagueijoyJohn Moffat) han propuesto que en el pasado la luz viajaba mucho ms rpido que a la velocidad actual. Esta teora se conoce comovelocidad de la luz variable, y sus proponentes afirman que este fenmeno tiene la habilidad de explicar mejor muchos enigmascosmolgicosque su teora rival, elmodelo inflacionario del universo. Sin embargo, esta teora no ha ganado suficiente aceptacin.En septiembre de 2011, en las instalaciones delCERNen Ginebra, del laboratorio subterrneo de Gran Sasso (Italia), se observaron unosneutrinosque aparentemente superaban la velocidad de la luz, llegando (60.7 6.9 (stat.) 7.4 (sys.)) nanosegundos antes (que corresponde a unos 18 metros en una distancia total de 732 kilmetros).6Desde el primer momento, la comunidad cientfica se mostr escptica ante la noticia, ya que varios aos antes, el proyecto Milos de laFermilabde Chicago haba obtenido resultados parecidos que fueron descartados porque el margen de error era demasiado alto.7Y, efectivamente, en este caso tambin result ser un error de medicin.89En febrero de 2012, los cientficos delCERNanunciaron que las mediciones haban sido errneas debido a una conexin defectuosa.10Experimentos para retardar la luz[editar]Fenmenos refractivos tales como elarco iristienden a retardar la velocidad de la luz en un medio (como el agua, por ejemplo). En cierto sentido, cualquier luz que viaja a travs de un medio diferente del vaco viaja a una velocidad menor queccomo resultado de la refraccin. Sin embargo, ciertos materiales tienen un ndice de refraccin excepcionalmente alto: en particular, ladensidad pticadelcondensado de Bose-Einsteinpuede ser muy alta.En1999, un equipo de cientficos encabezados porLene Haupudo disminuir la velocidad de un rayo de luz a cerca de 17m/s, y en2001pudieron detener momentneamente un rayo de luz.11En2003,Mijal Lukin, junto con cientficos de laUniversidad Harvardy el Instituto de FsicaLbedev(de Mosc), tuvieron xito en detener completamente la luz al dirigirla a una masa de gasrubidiocaliente, cuyos tomos, en palabras de Lukin, se comportaron como pequeos espejos debido a los patrones de interferencia en dos rayos de control.12Historia[editar]Hasta tiempos relativamente recientes, la velocidad de la luz fue un tema sujeto a grandes conjeturas.Empdoclescrea que la luz era algo en movimiento, y que por lo tanto en su viaje tena que transcurrir algn tiempo.Por el contrario,Aristtelescrea que la luz est sujeta a la presencia de algo, pero no es el movimiento. Adems, si la luz tiene una velocidad finita, sta tena que ser inmensa. Aristteles afirm: La tensin sobre nuestro poder de creencias es demasiado grande para creer esto.[citarequerida]Una de las teoras antiguas de la visin es que la luz es emitida por el ojo, en lugar de ser generada por una fuente y reflejada en el ojo. En esta teora,Hern de Alejandraadelant el argumento de que la velocidad de la luz debera ser infinita, ya que cuando uno abre los ojos objetos distantes como las estrellas aparecen inmediatamente.Islam[editar]Los filsofos islmicosAvicenayAlhacncrean que la luz tena una velocidad finita, aunque en este punto otros filsofos convinieron con Aristteles.[citarequerida]Hinduismo[editar]La escuelaAyrande filosofa en la antiguaIndiatambin mantuvo que la velocidad de la luz era finita.[citarequerida]Europa[editar]Johannes Keplercrea que la velocidad de la luz era finita ya que el espacio vaco no representa un obstculo para ella.Francis Baconargument que la velocidad de la luz no es necesariamente finita, ya que algo puede viajar tan rpido como para ser percibido.Ren Descartesargument que si la velocidad de la luz era finita, elSol, laTierray laLunaestaran perceptiblemente fuera de alineacin durante uneclipse lunar. Debido a que tal desalineacin no se ha observado, Descartes concluy que la velocidad de la luz es infinita. De hecho, Descartes estaba convencido de que si la velocidad de la luz era finita, todo su sistema de filosofa sera refutado.Medicin de la velocidad de la luz[editar]La historia de la medicin de la velocidad de la luz comienza en elsiglo XVIIen los albores de larevolucin cientfica. Un estudio histrico relativo a las mediciones de la velocidad de la luz seala una docena de mtodos diferentes para determinar el valor de "c".13La mayor parte de los primeros experimentos para intentar medir la velocidad de la luz fracasaron debido a su alto valor, y tan solo se pudieron obtener medidas indirectas a partir de fenmenos astronmicos. En elsiglo XIXse pudieron realizar los primeros experimentos directos de medicin de la velocidad de la luz confirmando su naturaleza electromagntica y lasecuaciones de Maxwell.Primeros intentos[editar]En1629Isaac Beeckman, un amigo deRen Descartes, propuso un experimento en el que se pudiese observar el flash de uncanreflejndose en unespejoubicado a 1.6km del primero. En1638,Galileopropuso un experimento para medir la velocidad de la luz al observar la percepcin del retraso entre el lapso de destapar unalinternaa lo lejos. Ren Descartes critic este experimento como algo superfluo, en el hecho de que la observacin de eclipses, los cuales tenan ms poder para detectar una rapidez finita, dio un resultado negativo. En1667, este experimento se llev a cabo por la Academia del Cimento de Florencia, con las linternas separadas a 1.6km sin observarse ningn retraso.Robert Hookeexplic los resultados negativos tal como Galileo haba dicho: precisando que tales observaciones no estableceran la infinita velocidad de la luz sino tan slo que dicha velocidad deba ser muy grande.Primeras mediciones[editar]En1676Ole Rmerrealiz la primera estimacin cuantitativa de la velocidad de la luz estudiando el movimiento del satliteodeJpitercon untelescopio. Es posible medir el tiempo de la revolucin de o debido a los movimientos de la sombra entrante/saliente de Jpiter en intervalos regulares. Rmer observ que o gira alrededor de Jpiter cada 42.5h cuando la Tierra esta ms cerca de Jpiter. Tambin observ que, como laTierray Jpiter se mueven separndose, la salida de o fuera de la proyeccin de la sombra comenzara progresivamente ms tarde de lo predicho. Las observaciones detalladas mostraban que estas seales de salida necesitaban ms tiempo en llegar a la Tierra, ya que la Tierra y Jpiter se separaban cada vez ms. De este modo el tiempo extra utilizado por la luz para llegar a la Tierra poda utilizarse para deducir la rapidez de sta. Seis meses despus, las entradas de o en la proyeccin de la sombra ocurran con mayor frecuencia ya que la Tierra y Jpiter se acercaban uno a otro. Con base a estas observaciones, Rmer estim que la luz tardara 22min en cruzar el dimetro de la rbita de la Tierra (es decir, el doble de la unidad astronmica); las estimaciones modernas se acercan ms a la cifra de 16min y 40s.Alrededor de la misma poca, la unidad astronmica se estimaba en cerca de 140millones de km. La unidad astronmica y la estimacin del tiempo de Rmer fueron combinados porChristian Huygens, quien consider que la velocidad de la luz era cercana a 1000dimetros de la Tierra por minuto, es decir, unos 220000km/s, muy por debajo del valor actualmente aceptado, pero mucho ms rpido que cualquier otro fenmeno fsico entonces conocido.Isaac Newtontambin acept el concepto de velocidad finita. En su libroOpticksexpone el valor ms preciso de 16minutos por dimetro,[citarequerida]el cual parece l dedujo por s mismo (se desconoce si fue a partir de los datos de Rmer o de alguna otra manera).El mismo efecto fue subsecuentemente observado por Rmer en un punto rotando con la superficie de Jpiter. Observaciones posteriores tambin mostraron el mismo efecto con las otras tres lunas Galileanas, donde era ms difcil de observar al estar estos satlites ms alejados de Jpiter y proyectar sombras menores sobre el planeta.Aunque por medio de estas observaciones la velocidad finita de la luz no fue establecida para la satisfaccin de todos (notablementeJean-Dominique Cassini), despus de las observaciones deJames Bradley(1728), la hiptesis de velocidad infinita se consider totalmente desacreditada. Bradley dedujo que la luz de las estrellas que llega sobre la Tierra parecera provenir en un ngulo leve, que podra ser calculado al comparar la velocidad de la Tierra en su rbita con la velocidad de la luz. Se observ esta llamadaaberracin de la luz, estimndose en 1/200de un grado.Bradley calcul la velocidad de la luz en alrededor de 298000km/s. Esta aproximacin es solamente un poco menor que el valor actualmente aceptado. El efecto de aberracin fue estudiado extensivamente en los siglos posteriores, notablemente porFriedrich Georg Wilhelm StruveyMagnus Nyren.Medidas directas[editar]

Diagrama delaparato de Fizeau-Foucault.La segunda medida acertada de la velocidad de la luz mediante un aparato terrestre fue realizada porHippolyte Fizeauen1849. Elexperimento de Fizeauera conceptualmente similar a aquellos propuestos por Beeckman y Galileo. Un rayo de luz se diriga a un espejo a cientos de metros de distancia. En su trayecto de la fuente hacia el espejo, el rayo pasaba a travs de un engranaje rotatorio. A cierto nivel de rotacin, el rayo pasara a travs de un orificio en su camino de salida y en otro en su camino de regreso. Pero en niveles ligeramente menores, el rayo se proyectara en uno de los dientes y no pasara a travs de la rueda. Conociendo la distancia hacia el espejo, el nmero de dientes del engranaje y el ndice de rotacin, se podra calcular la velocidad de la luz. Fizeau report la velocidad de la luz como 313000km/s. El mtodo de Fizeau fue refinado ms tarde porMarie Alfred Cornu(1872) yJoseph Perrotin(1900), pero fue el fsico francsLon Foucaultquien ms profundiz en la mejoras del mtodo de Fizeau al reemplazar el engranaje con un espejo rotatorio. El valor estimado por Foucault, publicado en1862, fue de 298000km/s. El mtodo de Foucault tambin fue usado porSimon NewcombyAlbert Michelson, quien comenz su larga carrera replicando y mejorando este mtodo.En1926, Michelson utiliz espejos rotatorios para medir el tiempo que tardaba la luz en hacer un viaje de ida y vuelta entre la montaa Wilson y la montaa San Antonio en California. Las medidas exactas rindieron una velocidad de 299796km/s.Relatividad[editar]Con base en el trabajo deJames Clerk Maxwell, se sabe que la velocidad de la radiacin electromagntica es una constante definida por las propiedades electromagnticas del vaco (constante dielctricaypermeabilidad).En1887, los fsicosAlbert MichelsonyEdward Morleyrealizaron el influyenteexperimento Michelson-Morleypara medir la velocidad de la luz relativa al movimiento de la Tierra. La meta era medir la velocidad de la Tierra a travs delter, el medio que se pensaba en ese entonces necesario para la transmisin de la luz. Tal como se muestra en el diagrama deinterfermetrode Michelson, se utiliz un espejo con media cara plateada para dividir un rayo deluz monocromticaen dos rayos que viajaban en ngulos rectos uno respecto del otro. Despus de abandonar la divisin, cada rayo era reflejado de ida y vuelta entre losespejosen varias ocasiones (el mismo nmero para cada rayo para dar una longitud de trayectoria larga pero igual; el experimento Michelson-Morley actual usa ms espejos) entonces una vez recombinados producen un patrn deinterferenciaconstructiva y destructiva.Cualquier cambio menor en la velocidad de la luz en cada brazo del interfermetro cambiara la cantidad de tiempo utilizada en su trnsito, que sera observado como un cambio en el patrn de interferencia. En el acontecimiento, el experimento dio un resultado nulo.Ernst Machestuvo entre los primeros fsicos que sugirieron que el resultado del experimento era una refutacin a la teora del ter. El desarrollo en fsica terica haba comenzado a proveer una teora alternativa, lacontraccin de Lorentz, que explicaba elresultado nulodel experimento.Es incierto si Einstein saba los resultados de los experimentos de Michelson y Morley, pero su resultado nulo contribuy en gran medida a la aceptacin de suteora de relatividad. La teora de Einstein no requiri un elemento etrico sino que era completamente consistente con el resultado nulo del experimento: el ter no existe y la velocidad de la luz es la misma en cada direccin. La velocidad constante de la luz es uno de los postulados fundamentales (junto con elprincipio de causalidady laequivalencia de los marcos de inercia) de la relatividad especial.Vase tambin[editar] Velocidad de la luz variable Velocidad de la luz en un medio material Ms rpido que la luz Anexo:Glosario de relatividad Unidades de PlanckReferencias[editar]1. Volver arribaMichael De Podesta (2002).Understanding the Properties of Matter.CRC Press. p.131.ISBN0415257883.2. Volver arribaFundamental Physical Constants: Speed of light in vacuum;c,c0.physics.nist.gov.3. Volver arribaJames Jespersen, Jane Fitz-Randolph and John Robb (1999).From Sundials to Atomic Clocks: Understanding time and frequency(Reprint of National Bureau of Standards 1977, 2nd edicin). Courier Dover. p.280.ISBN0486409139.4. Volver arribaBase unit definitions: Meter.National Institute of Standards and Technology. Consultado el 20 de mayo de 2013.5. Volver arribaW. Pauli,Theory of Relativity, Pergamon Press, 19586. Volver arribaOPERA (2011). Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam.arXiv:1109.4897[hep-ex].7. Volver arriba(en ingls)Collins, N.Speed of light broken - an expert's view.The Telegraph. Consultado el 23 de septiembre de 2011.8. Volver arribaSe encuentran errores en las medidas de los neutrinos superlumnicos.9. Volver arribaICARUS no detecta neutrinos superlumnicos.10. Volver arriba(en ingls)Breaking the speed of light: CERN's neutrino experimentThe Telegraph. Consultado el 9 de octubre de 2012.11. Volver arribaKatz, Ricardo Santiago (25 de junio de 2007).Lene Hau: Ralentiz un rayo luminoso. Agencia Nova. Consultado el 29 de septiembre de 2011.12. Volver arribaGlanz, James (19 de enero de 2001).Lograron detener por completo y luego relanzar un rayo de luz. Diario Clarn. Consultado el 29 de septiembre de 2011.13. Volver arribaD. Raynaud, "Les dterminations de la vitesse de la lumire (1676-1983). Etude de sociologie internaliste des sciences", L'Anne Sociologique 63: 359-398Referencias histricas[editar] FIZEAU, H. L.: Sur une experience relative a la vitesse de propogation de la lumiere,Comptes Rendus29, 90-92, 132, 1849 (en francs). FOUCAULT, J. L.: Determination experimentale de la vitesse de la lumiere: parallaxe du Soleil, enComptes Rendus55, 501-503, 792-796, 1862 (en francs). 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RAYNAUD, D (2013), Les dterminations de la vitesse de la lumire (1676-1983). Etude de sociologie internaliste des sciences,L'Anne Sociologique63(2): 359-398,doi:10.3917/anso.132.0359Enlaces externos[editar] Wikimedia Commonsalberga contenido multimedia sobreVelocidad de la luz. AstroMa.com(informacin acerca de la velocidad de la luz). Maloka.org(velocidad de la luz). INAOEP.mx(Instituto Nacional de Astrofisca, ptica y Electrnica). Experimento casero(Microondas, regaliz y la velocidad de la luz). Portalciencia.com.ar - Informe sobre la velocidad de la luz Vdeos de objetos vistos a velocidades cuasilumnicas(Universidad de Tbingen) Documental sobre la velocidad de la luzCategoras: Luz Mecnica Magnitudes electromagnticas Constantes fsicas Relatividad ptica Ciencia de los aos 1670 1676Men de navegacin Crear una cuenta Acceder Artculo Discusin Leer Editar Ver historialPrincipio del formulario

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