Işık hızı neden 299.792.458 metre / saniye?

Tamam, fizik dalında çalışıyorum (4. yıl) ve bu temel soruyu hiç anlamadım. Belki de yeterince araştırmadım.

Örneğin, güneşten gelen ışığın bize ulaşması neden 8dk20sn sürer? Bu sorunun cevabını 'yüzey' ölçeğinde biliyorum. Güneş 1AU uzakta, c = 3E8 m / s ve d = v / t yaklaşık 8 dakika 20 sn.

sorum daha derin bir seviyede.

Diyelim ki "foton atabilirsin" BU MÜMKÜN OLMAYI BİLİYOR, ama yapabileceğini söyle. Veya daha iyi bir soru: bir foton ne deneyimliyor? Anladığım kadarıyla foton, güneşi terk eder ve (eğer doğru yörüngede ise) Dünya'ya anında çarpar. Alpha Centauri'den ayrılan bir foton, evreni sonsuz küçük bir zaman biriminde (uzaya yönlendirilirse) bir kerede görür.

Bir foton her şeyi aynı anda görürse, neden bir hıza sahip olduğunu algılıyoruz? Bunun referans çerçeveleriyle ilgili bir şey olduğuna eminim, nispeten özel, Lorentz dönüşümleri? ama garip görünüyor. neden ışık hızı bizim için sınırlıdır ... eğer sonsuz olsaydı bu sorunlu olurdu?

light speed

— bilim-adam
kaynak

1983 yılından bu yana, sayaç saniyede 1 / 299.792.458'de vakumda ışığın kat ettiği mesafe olarak tanımlanmaktadır, böylece bu sayı tanım gereği tamdır. Tabii ki bu sorunuza cevap vermiyor, ama ilginç. en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_light

— Keith Thompson

Feynmann'ın QED'sini okumadıysanız, bu konuda daha fazla perspektif için gerçekten tavsiye ederim.

— adrianmcmenamin

Fizik SE hakkında daha iyi cevaplar. ör. physics.stackexchange.com/questions/150150/… , physics.stackexchange.com/questions/80365/… , physics.stackexchange.com/questions/143385/…

— Rob Jeffries

Diğer çok-ayetlerin bu evrendekilerden farklı sabitlere sahip olabileceği teoridir. Örneğin, yerçekimi sabiti farklı olabilir, ışığın hızı farklı olabilir, vs. Bu evrenler evrenimizden tamamen farklı görünecektir.

— Scottie

Işığın hızı saniyede 299792458 metredir çünkü evren olduğu gibi çalışır ve ayrıca ışık hızı, metre olduktan sonra tanımlanmıştır. Bu nedenle, orijinal metre ölçüsünü korumak için SI, daha önce ekvatordan mesafenin on milyonda birine eşit olarak tanımlanan eski metre ölçüsünü korumak için ışığın hızının 299792458 m / s olmasına karar verdi. direk Paris Fransa'dan geçen bir meridyen üzerinde ölçüldü

— Suhrid Mulay

Yanıtlar:

Işığın sonlu olma hızı Evrenimizin temellerinden biridir.

Sonsuz olsaydı, bunun nedensellikte büyük bir etkisi olurdu.

Ayrıca, kuantum olmayan fizikte ışık sadece elektromanyetik bir dalgadır. Eelektromanyetik alan, vakumda yayılan elektromanyetik dalgaların hızının , dielektrik geçirgenliği ve denkleminin manyetik geçirgenliğine bağlı olduğunu tahmin eden Maxwell denklemleri ile tanımlanır. $c$ $ε_0$ $μ_0$ böylece elektrik geçirgenliği veya manyetik geçirgenlik sıfır olmadıkça sonsuz bir ışık hızına sahip olamazsınız, bu da her türlü garip şeyin elektromanyetik çekime (ve dolayısıyla parçacıkların ötesinde varlığına neden olmasına) neden olur. $c = {1\over\sqrt{ε_{0}μ_{0}}}$

— envite
kaynak

Tamam, ama neden 300.000km / sn? Km ve sn'nin insan icatları olduğunu biliyorum - ama ölçü birimleriniz ne olursa olsun - neden bu hız? bu sayı hakkında bu kadar özel olan ne? ve sorumun diğer kısmı hakkında: bir foton her şeyi aynı anda deneyimliyorsa - güneşi terk edip dünyayı t = 0'da ama bize t = 8dk20sn'de vurması nasıl olabilir?

— sci-guy

Bu hız (297000Km / s) yukarıda gönderdiğim formülden gelir: 1 ε0μ0 karekök üzerinde. Her şeyi bir kerede deneyimleyen foton hakkında, bu göreceli zaman genişlemesinden kaynaklanmaktadır. Bir foton için zaman sonsuza kadar genişler, böylece bir an sonsuzca uzar.

— Envite

oh ya .. işte bu. entelektüel memnuniyet. Teşekkürler! Bu cevabı çok beğendim.

— sci-guy

Bu cevap sadece "çünkü bu" sofistike bir versiyonu

— adrianmcmenamin

Aynı sorum var. Neden sonlu bir hayır. Relativistik kinematiğin dönüşümünü inceliyordum ve ışık parçacıklarının yaşıyorlarsa yolculuğu hissetmeyeceklerini fark ettim. 299792458 değeri uygun olan geçirgenlik ve geçirgenlikten gelir. Hızın sınırlı olmasının bir nedeni. Ama neden sonlu, daha fazla ilerlemeye ihtiyaç olduğunu düşünüyorum.

— Javi

Işık hızı neden 3,1 veya 4,3 x 10 ^ 44 m / s değil, 299.792.458 m / s'dir?

Cevap, tüm bu rakamların ölçü birimlerinin keyfi seçimlerinin sonuçları olduğudur. Aslında 299.792.458 sayısı hakkında özel bir şey yoktur , o kadar ki ışık hızının doğru olduğunu yazabilir:

1079252848,8 [km / s]
0.3 [pc / yıl]
1 [ışık yılı / yıl]

Öyle ki, parçacık fiziğinde ışığın hızını hızın ölçü birimi olarak kullanmak yaygındır, böylece birliğe etkili bir şekilde eşittir. Işığın hızının 1 [c] olduğunu ve parçacığın hızının 0.99998 [c] olduğunu yazarken, tipik olarak 1 x 10 ^ {- 8} [c] hızında çalışıyorum.

— astabada
kaynak

"Doğal birimler" denilen ışık hızı 1'dir (boyutsuz)

— Envite

Astabada, sanırım sorduğum sorunun seviyesini kaçırdınız. Hangi ölçü birimini kullandığınızı soruyordum, neden bu kadar hızlı. Örneğin, sayaç ve saniye aynı kaldıysa, neden 6E8m / s değil 3E8 m / s ise, Envite bu soruya güzel cevap verdi. Her ne kadar, elbette, elektrik ve manyetik geçirgenliğin neden oldukları gibi sormaya devam edebilirsiniz ... ve daha da derin bir soru: herhangi bir değer neden sabittir?!?! Evrende 'doğal' bir optimizasyon var mı? ya da bu değerler kullanılan en az miktarda enerjiyle mi ilgili?

— sci-guy

@Envite Açık olmak istedim, bu yüzden 1 [c] belirttim . Kabul ediyorum c = 1 ise ifade gereksizdir, tıpkı sadece "8" yerine "8 x 1" yazmak gibi ...

— astabada

@AndrewH evet, tüm bu evrensel sabitlerin sahip oldukları değere sahip olmalarının bir nedeni var. Buna Antropik İlke denir: Başka bir değerleri varsa, onları gözlemlemek için burada olmayacağız.

— Envite

@astabada Görünüşe göre geçerli bir sorunuz var. Lütfen sitede bir Soru olarak sorun. Yorumlarla tartışmak anlamsızdır.

— envite