Теоретически возможно ли существование Вселенной, в которой звук распространяется быстрее света? [закрыто]

Мы должны быть осторожны с тем, что мы подразумеваем под «скоростью света». Это может означать две вещи: скорость, с которой распространяется свет, которую я напишу как$s_{light}$, и максимальная скорость, с которой что-либо может двигаться, которая записывается$c$. В нашей вселенной, в вакууме,$s_{light}=c$, насколько мы знаем.

Теперь никакая информация не может быть передана быстрее, чем$c$, если только мы не хотим изменить Вселенную настолько, что она больше не подчиняется теории относительности (в этом случае нам, вероятно, не следует размещать сообщения на сайте физики). Информация может передаваться звуком, поэтому нет никакой возможности, чтобы звук двигался быстрее, чем$c$.

Однако свет может двигаться медленнее, чем$c$. Даже в реальной вселенной вы можете иметь$s_{light}<c$если вы не в вакууме. Если бы у фотонов была масса, они бы двигались даже медленнее, чем$c$в вакууме. (Хотя на самом деле они больше не будут фотонами, и мы снова склоняемся к тому, чтобы не по теме). В таких случаях я не верю, что есть какая-то особая причина, по которой$v_{light}$должна быть быстрее скорости звука. Это в принципе возможно в нашей Вселенной, хотя, конечно, нет ни одного материала, в котором это действительно происходит, по крайней мере, при неэкстремальных температурах и давлениях.

Звук — это волна давления, а для создания градиента давления требуется, чтобы атомы/молекулы двигались, создавая разницу в плотности. Ни одна частица не может двигаться быстрее света, поэтому невозможно создать градиент давления, который распространяется быстрее света.

Аргумент Натаниэля о том, что звуковые волны могут распространяться быстрее света в системе, подобной конденсату Бозе-Эйнштейна, гениален и верен в том смысле, что свет можно фактически остановить в БЭК. Однако это немного обманывает, поскольку в таких условиях свет — это не просто свет. Свет и БЭК образуют составную систему, называемую поляритоном , и этот поляритон движется медленнее, чем$c$не свет. Я, безусловно, согласен с Натаниэлем в том, что звук может двигаться быстрее, чем поляритон, при определенных условиях.

Есть «Вселенная», где скорость звука больше скорости света (или, по крайней мере, скорости распространения электромагнитных волн), и это внутри проводников.

В проводнике скорость ЭМ волны равна

Да, я знаю, что это не то, что имел в виду ОП, это не то же самое, что иметь гораздо более низкое значение для$c$. Но тем не менее интересно.

Мы все «знаем», что ничто не может двигаться быстрее света [...]

Говоря о « скорости света (в вакууме)» в контексте теории относительности , мы точно знаем , что имеем в виду «сигнальную скорость фронта» ; а понятия «сигнал» и «сигнальный фронт» также считаются определенными и однозначными.

[...] вселенной, где звук распространяется быстрее света?

Под « путешествием звука » мы, конечно же, подразумеваем не «просто независимый бессмысленный шум», а какой-то особый («акустический») вид передачи сигнала.

Следовательно, «скорость звука», которая относится к этому конкретному («акустическому») виду передачи сигнала, должна быть определенно меньше или, самое большее, равной скорости фронта сигнала, которая относится к (всеохватывающему) соответствующему фронту сигнала. .

если нам позволено изменять фундаментальные константы природы

Обратите внимание, что$c_0$, т. е. скорость сигнального фронта, есть чисто формальная ненулевая константа; независимо от какого-либо конкретного выбора единиц, таких как, например, выбор единиц СИ «м» и «с». Таким образом , с этой константой в принципе нечего « настраивать », кроме простой формальности выбора определенного символа для ее обозначения.

Замечание, связанное с недавним обновлением OP:

Я говорю о скорости света и звука в разговорной [...]

Конечно, невозможно ответить на вопрос о том, какие разговорные выражения могут использоваться в альтернативных вселенных для обозначения и выражения любых лежащих в их основе определенных и недвусмысленных физических, геометрических и/или связанных с причинностью понятий.

Кроме того, я подумал о том, как «можно улучшить вопрос OP» или какое выражение того, что я считаю основным моментом настоящего вопроса, я считаю в целом приемлемым; и я бы сформулировал это так:
« Как определить достоверность возможного заявления о «сверхсветовой передаче сигналов»? (PSE/q/145226)» .