La velocidad de la luz en el vacío , comúnmente denominada c , es una constante física universal que es importante en muchas áreas de la física . Su valor exacto se define como299 792 458 metros por segundo (aproximadamente 300 000 km / so 186 000 mi / s). [Nota 3] Es exacto porque, por acuerdo internacional, un metro se define como la longitud del camino recorrido por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1 ⁄299 792 458 segundos. [Nota 4] [3] Segúnla relatividad especial,ces el límite superior de la velocidad a la que lamateriaconvencional, la energía o cualquierseñal quelleve información puede viajar a través delespacio. Un añoluzes una unidad de distancia, definida como la distancia recorrida por la luz en un año juliano. La velocidad de la luz se refiere a veces comovelocidad de la luz, sobre todo enla ciencia ficción.
Todas las formas de radiación electromagnética viajan a la velocidad de la luz, no solo a la luz visible . Las partículas sin masa y las perturbaciones de campo , como las ondas gravitacionales, también viajan a esta velocidad en el vacío. Tales partículas y ondas viajan en c independientemente del movimiento de la fuente o del marco de referencia inercial del observador . Las partículas con masa en reposo distinta de cero pueden acercarse a c , pero nunca pueden llegar a ella, independientemente del marco de referencia en el que se mida su velocidad. En las teorías de la relatividad especial y general , cinterrelaciona espacio y tiempo , y también aparece en la famosa ecuación de equivalencia masa-energía , E = mc 2 . [4] En algunos casos, los objetos u ondas pueden parecer que viajan más rápido que la luz (por ejemplo , velocidades de fase de las ondas, la aparición de ciertos objetos astronómicos de alta velocidad y efectos cuánticos particulares ). Se entiende que la expansión del universo excede la velocidad de la luz más allá de cierto límite .
La velocidad a la que la luz se propaga a través de materiales transparentes , como el vidrio o el aire, es menor que c ; de manera similar, la velocidad de las ondas electromagnéticas en los cables de alambre es más lenta que c . La relación entre cy la velocidad v a la que viaja la luz en un material se denomina índice de refracción n del material ( n = c / v ). Por ejemplo, para la luz visible , el índice de refracción del vidrio es típicamente alrededor de 1.5, lo que significa que la luz en el vidrio viaja a c / 1.5 ≈ 200 000 km / s ( 124000 mi / s); elíndice de refracción del airepara la luz visible es de aproximadamente 1.0003, por lo que la velocidad de la luz en el aire es aproximadamente 90 km / s (56 mi / s) más lenta quec.
Para muchos propósitos prácticos, la luz y otras ondas electromagnéticas parecerán propagarse instantáneamente, pero para distancias largas y mediciones muy sensibles, su velocidad finita tiene efectos notables. Al comunicarse con sondas espaciales distantes , puede tomar de minutos a horas que un mensaje llegue de la Tierra a la nave espacial, o viceversa. La luz vista desde las estrellas las dejó hace muchos años, permitiendo el estudio de la historia del universo al observar objetos distantes. La velocidad finita de la luz también limita en última instancia la transferencia de datos entre la CPU y los chips de memoria en las computadoras . La velocidad de la luz se puede utilizar con mediciones de tiempo de vuelo para medir grandes distancias con alta precisión.
Ole Rømer demostró por primera vez en 1676 que la luz viaja a una velocidad finita (no instantánea) al estudiar el movimiento aparente de la luna Io de Júpiter . En 1865, James Clerk Maxwell propuso que la luz era una onda electromagnética y, por tanto, viajaba a la velocidad c que aparece en su teoría del electromagnetismo. [5] En 1905, Albert Einstein postuló que la velocidad de la luz c con respecto a cualquier marco inercial es una constante e independiente del movimiento de la fuente de luz. [6] Exploró las consecuencias de ese postulado derivando la teoría de la relatividady al hacerlo demostró que el parámetro c tenía relevancia fuera del contexto de la luz y el electromagnetismo.