Причина того, что ничто не движется быстрее скорости света

Но, насколько я понимаю, это изменение массы не будет ощущаться из системы отсчета движущегося объекта, поэтому из-за этого ЗА нет ничего, ограничивающего скорость.

Масса в центре масс системы однозначно, не зависящая от скорости, называется инвариантной массой системы и представляет собой «длину» четырех векторов импульсов, описывающих систему в любой ковариантной системе отсчета Лоренца. В вашем аргументе нет недостатка.

Предел скорости света к c происходит от преобразований Лоренца .

Нужно иметь четкое представление о том, что такое физика и ее теории. Физика использует математику в качестве инструментов для описания наблюдений и измерений , а также для предсказания новых граничных условий. После эпохи Ньютона и широкого использования дифференциальных и интегральных уравнений возникла необходимость наложить физические «аксиомы» на множество возможных математических решений, чтобы подобрать подмножество этих решений, которые описывали и предсказывали физические наблюдаемые явления. . Эти аксиомы физики называются законами, или постулатами, или принципами, как в законах Ньютона , или постулатами квантовой механики. и «принцип неопределенности Гейзенберга» .

Первоначально предел скорости света возник, когда Максвелл объединил электрические и магнитные законы того времени в элегантную электромагнитную теорию, которая предсказывала существование электромагнитных волн, переносящих энергию с определенной скоростью в определенной среде. Именно Лоренц заметил, что при преобразованиях Лоренца системы остаются ковариантными, поэтому преобразования носят его имя, хотя и присущи системе Максвелла.

В классической физике свет описывается как тип электромагнитной волны. Классическое поведение электромагнитного поля описывается уравнениями Максвелла, которые предсказывают, что скорость c, с которой электромагнитные волны (например, свет) распространяются в вакууме, связана с электрической постоянной ε0 и магнитной постоянной µ0 уравнением

с=1/(ε0,μ0)

Итак, математически запутанным образом предел с для электромагнитного излучения основан на законах Ампера и Фарадея... , потому что уравнения Максвелла описывают наблюдения, основанные на этих фундаментальных законах.

Когда кто-то сталкивается с фундаментальными законами, ответ на вопрос «почему» будет «потому что он прекрасно описывает и предсказывает наблюдения и измерения до сих пор».

c стало универсальным ограничением скорости как в классической, так и в квантовой механике из-за нестандартного мышления Эйнштейна. пытаясь примирить преобразования движущейся системы отсчета с элегантной и успешной теорией Максвелла. Ссылка дает представление о мыслительных процессах.

Таким образом, общий предел скорости c является аксиомой специальной теории относительности, которая бесчисленное количество раз подтверждалась в экспериментах с частицами (например).

Тогда единственный ответ на вопрос «почему ничто не движется быстрее, чем c» — это «потому что аксиома необходима для описания всех существующих данных, а теория, основанная на ней, прекрасно предсказывает будущие измерения».

Чтобы проиллюстрировать вывод @annav (ее последний абзац), давайте взглянем на Большой адронный коллайдер (БАК). Эта гигантская машина способна передать одному протону кинетическую энергию летающего комара [*]. Теперь эта кинетическая энергия помещается целиком в частицу, которая находится на расстоянии$10^{-21}$раз легче комара. Но все же эти протоны не летают быстрее скорости света. Забавно подсчитывать, насколько быстрыми они были бы, если бы ньютоновская механика была верна: тогда скорость этого протона должна быть в 118 раз больше скорости света в вакууме.

Именно этот экспериментальный факт и многие тысячи подобных фактов оправдывают постулат о том, что скорость света является верхней границей.

[*] комар: 2 миллиграмма, летящий со скоростью 3,7 км/ч (да, я знаю, что комар примерно в два раза медленнее); LHC: 6,5 ТэВ (энергия текущих запусков, начиная с 2015 г.)

В этой системе отсчета скорость всегда равна нулю! Что гораздо сложнее, чем скорость света. Таким образом, нет необходимости увеличивать массу, чтобы удерживать ее на уровне космической скорости.

Двум наблюдателям не нужно согласовывать ни скорость объекта, ни его координатное ускорение. Наблюдатель, который видит объект, приближающийся к скорости света, заметит, что этот объект ускоряется медленнее, чем наблюдатель, который видит, что он начинает движение в состоянии покоя.

Что ограничение скорости$c$является следствием формы пространства Минковского,$M$.$c$является масштабированием между измерением времени и измерением пространства. Все в$M$имеет четыре скорости:

$u_{\mu} = \gamma(c, {\bf v})$

с величиной$c$--- для всего во всех системах отсчета.

Более того, 4-ускорение всегда ортогонально 4-скорости: все движется через$M$в$c$не важно что.

При этом величина 3-скорости ограничена$c$. Безмассовые частицы, такие как фотон, движутся со скоростью$c$— которая удобно называется «скорость света».

... одна из фундаментальных концепций состоит в том, что ничто не может двигаться быстрее скорости света.

Это не совсем так. Конечно, объекты со скоростью выше$c$«вызывать» проблемы с причинно-следственными связями, но это не основная проблема.

Основная проблема заключается в следующем: сущность со скоростью$c$в инерциальной системе отсчета обязательно имеет скорость$c$во всех инерциальных системах отсчета, т. е. объект со скоростью$c$не имеет инерциальной системы отсчета.

Так как объект со скоростью менее$c$имеет инерциальную систему отсчета (покоится относительно себя), не может иметь скорости$c$в любой другой инерциальной системе отсчета (хотя она может иметь скорость сколь угодно близкой к$c$).

С другой точки зрения, существует бесконечное множество (локально) инерциальных систем отсчета, в которых ваша скорость сколь угодно близка к$c$. Подумай об этом. Вы чувствуете, что путешествуете произвольно близко к$c$прямо сейчас?

Но нет (локально) инерциальной системы отсчета, в которой у вас есть скорость$c$потому что, если бы это было так, у вас была бы скорость$c$во всех них!