Определяет ли скорость света в вакууме универсальный предел скорости?

  1. Является ли свет причиной того, что универсальное ограничение скорости 299 792 458 м / с ? Значит, универсальное ограничение скорости было бы другим, если бы свет двигался быстрее или медленнее?

  2. Или это 299 792 458 м / с универсальное ограничение скорости в любом случае, и свет движется так быстро? Свет — это то, что мы обычно ассоциируем с ним, потому что он движется очень быстро.

Думаю, "правильнее" сказать обратное, а именно, что вселенский предел скорости определяет/определяет скорость света в вакууме. Последняя равна скорости причинности только потому, что свободные фотоны не имеют массы. Обратите внимание, что это могло бы быть иначе, если бы условия были изменены без какого-либо влияния на скорость причинно-следственной связи...
Возможно, вы также захотите рассмотреть (отдельно или вместе) вопрос о хаббловском расширении , которое этим не ограничивается.

Ответы (6)

Это второе: причина в скорости 299792458   м / с знак равно с особенный, потому что это универсальное ограничение скорости. Свет всегда движется со скоростью с , каким бы ни был этот предел.

Причина существования «всеобщего ограничения скорости» вообще связана со структурой пространства-времени. Даже во вселенной без света этот предел скорости все равно будет. Или, если быть более точным: если вы возьмете теоретическое описание нашей Вселенной и уберете свет самым простым способом, это не повлияет на с .

Есть много других вещей, которые зависят от скорости. с . Особенно важным является то, что это «скорость причинно-следственной связи»: одно событие, происходящее в определенное время и в определенном месте, не может повлиять на другое событие, если только не существует способа перейти от первого события ко второму, не превышая эту скорость. (Это своего рода другой способ сказать, что это связано со структурой пространства-времени.)

Не могли бы вы также сказать, как бы вы нашли, что «универсальная предельная скорость» равна точно 299792458 м/с во вселенной без света ? Или: как вообще обнаружить СТО в такой вселенной?
@cp Вы можете получить значение c из уравнений Максвелла - оно зависит исключительно от электрической и магнитной проницаемости свободного пространства.
@Mego У вас нет уравнений Максвелла во вселенной без света , что является предпосылкой здесь.
@PlasmaHH Это умная мнемоника. Я начал говорить себе архаичное слово «быстрота» много лет назад по той же причине, но ваша идея гораздо больше напоминает о правильном значении.
@cp Максимальная скорость может быть обнаружена в ускорителях частиц (при условии, что они работают во вселенной без света). Добавление к крошечным частицам все большей и большей кинетической энергии приведет к тому, что их скорость приблизится к некоторому максимуму. Один из ранних экспериментов описан здесь: en.wikipedia.org/wiki/…
@MarkH Конечно, но это эксперименты во вселенной, подобной нашей, с электромагнетизмом («Он использовал ускоритель электронов ...», «генератор Ван дер Граафа» и т. Д.). Интересно, какой смысл ускоритель частиц имеет во вселенной, как в этом ответе, без электромагнетизма?
@cp Я думаю, что постулировать вселенную без света или электромагнетизма бесполезно, потому что почти каждое устройство (и, следовательно, эксперимент) полагается на них, хотя бы для того, чтобы удерживать атомы, составляющие устройство и ученого, в стабильных конфигурациях. Возможно, более полезной гипотезой было бы постулирование Вселенной без безмассовых частиц, так что все движется медленнее, чем максимальная скорость. В этом случае ученые все равно смогут сделать вывод о существовании максимальной скорости и, следовательно, об относительности. Ее просто нельзя было бы назвать «скоростью света», поскольку даже свет двигался бы медленнее.

Даже если ничего не распространяется со скоростью с , это все равно было бы универсальным ограничением скорости, и мы все равно могли бы его измерить.

На самом деле не исключено, что свет в действительности имеет (очень маленькую) массу. Если это так, это ничего не изменит в специальной теории относительности. Это сделало бы его преподавание еще большим кошмаром, чем оно уже есть, потому что нам пришлось бы иметь дело с целым веком учебников и популяризаторов, которые сделали ошибку, назвав с "скорость света", но кроме этого это ничего не изменит.

Как бы вы измерили ограничение скорости, если бы на этой скорости ничего не распространялось?
Путем интерполяции от асимптотического подхода к предельной скорости. Это довольно легко увидеть на субатомных частицах (электронах, протонах), когда вы их «ускоряете». Помнится, я где-то читал, что ускоритель частиц следует называть ускорителем частиц, потому что он утяжеляет частицы гораздо больше, чем ускоряет их!
@LightnessRacesinOrbit Put - это еще один способ. Мы можем измерить замедление времени, например, по увеличению времени жизни нестабильных частиц (таких как мюоны) в ускорителях частиц. Это явление определяется универсальным ограничением скорости сигнала, а не скоростью света. До сих пор все результаты согласовывались с двумя одинаковыми. Кроме того, мы могли бы в конечном итоге увидеть небольшой положительный результат эксперимента Майкельсона-Морли, который дает нам точку в релятивистском законе сложения скоростей. Таким образом, мы могли бы вычислить скорость света как часть универсального предела скорости сигнала .....
.... хотя в этом случае обнаружение положительного результата ММ было бы равносильно нашей возможности измерить массу фотона, а значит, скорость фотона зависела бы от его энергии, т.е. скорость света нельзя было бы принять за постоянная природы, и эксперимент даст разные результаты в зависимости от энергии фотона.

Прежде всего, скорость света — это скорость распространения полей в пространстве. В то время как свет может замедляться при пересечении материи, поля (электромагнитные поля, гравитация) всегда распространяются в точке с. Одним из последствий является «ограничение скорости для причинно-следственной связи», упомянутое DavidZ, и ограничение скорости для передачи информации.

Этот ответ звучит так, будто свет распространяется со скоростью v=c/n, но гравитация распространяется со скоростью v=c (независимо от индекса n). У вас есть доказательства этого?
@amI твой комментарий не имеет для меня смысла. Как вы заключаете, что v = c/n? Все, что говорит Moonraker, это то, что электромагнитные поля распространяются при v = c!
Погуглите "v=c/n", если не понимаете преломления. Я спрашивал Мунрейкера, почему гравитация не подвержена преломлению.

Числовое значение с не имеет принципиального значения. Скорее это число, которое мы получаем на основе экспериментального факта (в соответствии с используемой системой чисел и единиц). Если бы какая-то инопланетная цивилизация закончилась с каким-то другим значением с по сравнению с нами. Даже это не проблема. Они придут к выводу, что это верхняя граница предела скорости для любого объекта, при условии, что обе цивилизации руководствуются одним и тем же набором законов физики. В этом смысле скорость света универсальна.

В вопросе (вопросах) есть некоторая двусмысленность, поэтому позвольте мне начать с замены слова «свет» электромагнитной (ЭМ) волной. Тогда «универсальный предел скорости» — это скорость, с которой электромагнитные волны распространяются в «пространстве». Причина, по которой я использую пространство (а не вакуум), заключается в том, что это характеристики пространства ( ты о , ϵ о ), которые определяют скорость распространения ЭМ волн. Если бы эти характеристики были другими, то и значение распространения ЭМ волны было бы другим (больше, меньше), но это все равно было бы универсальным пределом скорости . Как видите, правильным вариантом является № 2, и, поскольку свет является электромагнитной волной, он распространяется с универсальной скоростью.

В статьях, опубликованных в Science and Nature, говорится, что скорость света непостоянна:

http://science.sciencemag.org/content/347/6224/857 «Пространственно структурированные фотоны, которые движутся в свободном пространстве медленнее скорости света» Science 20 Feb 2015: Vol. 347, выпуск 6224, стр. 857-860

http://www.nature.com/nature/journal/v406/n6793/full/406277a0.html Nature 406, 277-279 (20 июля 2000 г.): «...световой импульс, распространяющийся через ячейку с атомарным паром, появляется на сторону выхода намного раньше, чем если бы он распространился на то же расстояние в вакууме, что кажется, что пик импульса покидает ячейку, прежде чем войти в нее».

Этот ответ немного вводит в заблуждение. То, что мы обычно называем «скоростью света (в вакууме)», является параметром в уравнениях электродинамики. Это скорость, с которой монохроматические электромагнитные пути распространяются в вакууме. Если вы наложите разные частоты (ваша первая ссылка) или добавите материю (ваша вторая ссылка), может произойти множество интересных вещей. Затем нужно определить, что подразумевается под «скоростью света», например, групповая скорость волнового пакета. «Скорость света», определенная таким образом для сложных волновых явлений, может варьироваться, но это не означает, что фундаментальный параметр с варьируется.
Значит, вы определяете «скорость света (в вакууме)» таким образом, что позволяете забыть как о медленном движении света в вакууме, так и о сверхсветовом движении? Вы должны быть счастливым человеком!
Я не определял; Я говорил о стандартном использовании выражения, указав, что оно отличается от того, как вы его употребляете, чтобы это не вызывало путаницы. (Кстати, я не минусовал.)
@PentchoValev в основном имеет в виду, что вопрос касается универсального ограничения скорости, тогда как ваш ответ сосредоточен на скорости света. Можно сделать два вывода: либо (неверно) универсальное ограничение скорости меняется, либо (верно) скорость света не может быть определена , cпотому что cона постоянна, а скорость света меняется. Эту двусмысленность пытался прояснить @joriki.
«(правильно) скорость света не может определить с, потому что с — постоянная величина, а скорость света меняется». Последняя фраза «скорость света меняется» настолько важна, даже фатальна, что я боюсь остальная часть вопроса теряет всякое значение.
Фраза «скорость света» появляется только в заголовке, а не в теле вопроса, поэтому сосредотачиваться на ней как на нормативной для вопроса — ошибка. Фраза, фигурирующая в названии, — «скорость света в вакууме». Первое предложение в вашей первой ссылке: «То, что скорость света в свободном пространстве постоянна, является краеугольным камнем современной физики», противоречит тому, что вы используете эту ссылку, чтобы утверждать обратное. Ваша вторая ссылка не находится в вакууме и поэтому не отвечает на Вопрос.
Это не дает ответа на вопрос. Когда у вас будет достаточно репутации , вы сможете комментировать любой пост ; вместо этого предоставьте ответы, которые не требуют разъяснений от спрашивающего . - Из обзора
«Это не дает ответа на вопрос». Это дает ответ на вопрос, но вы собираетесь удалить его, потому что две ссылки, утверждающие, что скорость света не является постоянной, слишком опасны.
Я считаю, что в некотором смысле это действительно ответ, но плохой (-1, но не удалить). Правильное определение использует скорость плоской волны в вакууме - ваши ссылки делают что-то другое.
Я не думаю, что есть большая необходимость в теориях заговора об удалении «опасных» ссылок. Просто факт в том, что вы не ответили на вопрос. (Хотя я согласен, что это «ответ» в терминах SE, и что @JohnRennie неправильно использовал там систему флагов.)
@LightnessRacesinOrbit Да, согласен. На самом деле он не отвечает на вопрос, что делает его ужасным ответом, но, похоже, он был опубликован с намерением ответить, и он решит вопрос, если будут заполнены некоторые логические шаги, что, я думаю, ставит его как раз в пределах объем того, что мы считаем ответом на SE. Однако я бы не стал никого винить в том, что он пометил это, поскольку это такой маргинальный случай.
Я бы поместил это на сторону «не ответ» на этом поле. Похоже, что он опубликован, потому что информация увлекательна и слишком важна, чтобы ждать вопроса, на который она является ответом, поэтому вместо этого просто разместила этот вопрос. Решение простое: опубликуйте вопрос об этом, чтобы этот ответ можно было опубликовать там. Ни один из эффектов не является действительно спорным, поэтому им есть место на этом сайте, но не по этому вопросу.
Определяет ли скорость света в вакууме универсальный предел скорости?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v