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Uma das constantes e desafios mais interessantes da física é a velocidade da luz. Os físicos e engenheiros aeronáuticos que projetam futuras naves espaciais a veem como a última grande barreira para viagens interestelares práticas. Então, quão rápido a luz viaja?
Sabemos que a luz tem uma velocidade finita e viaja à velocidade de 300.000 quilômetros por segundo. Esta é uma ótima distância para viajar. Na Terra, essa velocidade é quase instantânea. No entanto, sabemos agora que seus limites podem ser determinados em uma escala maior de espaço. Por exemplo, leva cerca de 8,3 minutos para a luz do Sol alcançar a Terra. Para alcançar a estrela mais próxima do Sistema Solar, leva cerca de 3 a 4 anos. Essa limitação da luz é o que chamamos de barreira da velocidade da luz.
Nos primórdios da ciência, o argumento de se a velocidade da luz era instantânea ou não era uma das principais fontes de debate. Desde os gregos, havia defensores que defendiam a velocidade finita e infinita da luz. Também houve escritos, durante o século 11, de filósofos árabes que propuseram que a velocidade da luz dependia do meio pelo qual viajava. Não seria até o século 20 que físicos como Planck e Einstein descobririam a velocidade real da luz e das propriedades da luz.
Como mencionado anteriormente, a velocidade da luz muda. Na verdade, são apenas 300.000 km no vácuo. A velocidade varia levemente no ar e em outros meios, dependendo da transparência e da qualidade de refração. A velocidade da luz, no entanto, tende a ser consideravelmente mais rápida que a de outras ondas, como as de som. Também foi descoberto que a velocidade da luz se aplica a todas as formas de radiação eletromagnética e não apenas à luz visível. Os físicos também estão propondo que a velocidade da luz também se aplique às ondas de gravidade.
A compreensão da velocidade da luz levou a algumas teorias interessantes na física. Muitos deles podem ser encontrados nas teorias de Relatividade Geral e Relatividade Especial de Einstein. Primeiro, apenas partículas sem massa, como fótons, podem naturalmente atingir a velocidade da luz, caso contrário, seria necessária uma energia essencialmente infinita para atingir essa velocidade. No entanto, objetos com massa podem teoricamente atingir uma porcentagem significativa da velocidade da luz. Também é proposto que, mesmo que a velocidade da luz pudesse ser alcançada, produziria certos efeitos colaterais. Uma é a dilatação do tempo em que, enquanto viaja à velocidade da luz, ocorre o efeito Rip Van Winkle, onde os anos se passavam para os observadores, enquanto uma pessoa que viaja à velocidade da luz só passava momentos no mesmo período percebido. Também foi teorizado que exceder a velocidade da luz levaria a viagens no tempo.
Escrevemos muitos artigos sobre luz para a Space Magazine. Aqui está um artigo sobre a gravidade se movendo na velocidade da luz e um artigo sobre galáxias se movendo mais rápido que a velocidade da luz.
Se você quiser obter mais informações sobre a velocidade da luz, confira A velocidade da luz, segundo Einstein, e aqui está um link para a Velocidade da luz em um foguete, da NASA.
Também gravamos um programa de perguntas sobre a velocidade da luz. Confira!
Fontes:
Wikipedia: Velocidade da Luz
Wikipedia: Viagem no tempo
Newton pergunte a um cientista!
Universidade de Illinois
