Скорость света

[Why]

Всем привет!

Вот есть, например, фундаментальная физическая постоянная называемая скоростью света в вакууме

$$c=299792458\,\frac{\text{m}}{\text{s}}$$

Что именно мешает электромагнитным волнам развить бОльшую скорость? Фактически это постулат, который экспериментально доказан и подтвержден, но не более?

Взять, например, фотон - квант электромагнитного излучения. Она безмассовая, значит набрать скорость выше скорости света она не может потому что

$$v=\frac{pc^2}{E}, \text{m}=0\Rightarrow E=c\mid p\mid\Rightarrow\mid v\mid=c$$

Таким образом это объясняет почему частица не может превысить скорость света, но откуда конкретные цифры в константе я не понимаю. Может кто-нибудь пояснить?

[arseniiv]

Было бы удобно знать ваш background, чтобы иметь представление о стратегии и вообще целесообразности изложения.

[Why]

arseniiv в сообщении #1150261 писал(а):

Было бы удобно знать ваш background, чтобы иметь представление о стратегии и вообще целесообразности изложения.

Работаю в IT, по образованию инженер-метролог.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- неправильно набраны формулы (краткие инструкции: «Краткий FAQ по тегу [math]» и видеоролик Как записывать формулы);
- отсутствуют собственные содержательные попытки ответа на вопрос.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

-- 09.09.2016, 14:24 --

М-да. Как говорил ослик Иа-иа, "душераздирающее зрелище".

Прочитайте определение метра, принятое на 17й CGPM. Можно тут.

[Why]

Pphantom в сообщении #1150293 писал(а):

М-да. Как говорил ослик Иа-иа, "душераздирающее зрелище".

Прочитайте определение метра, принятое на 17й CGPM. Можно тут.

Я об этом и спрашиваю. Фактически это попытка сопоставить метрику пространство-время и размеры реальных тел? И только?

[Pphantom]

Why в сообщении #1150294 писал(а):

Я об этом и спрашиваю. Фактически это попытка сопоставить метрику пространство-время и размеры реальных тел? И только?

Еще бы понять, что Вы называете "сопоставлением метрики и размеров"...

[rustot]

Why в сообщении #1150257 писал(а):

Что именно мешает электромагнитным волнам развить бОльшую скорость? Фактически это постулат, который экспериментально доказан и подтвержден, но не более?

В современном изложении постулируется то, что принципиально не существует мгновенных взаимодействий на расстоянии. А то что на практике существуют воздействия через электромагнитные поля, которые такой предельной скорости аккурат достигают - лишь удачное стечение обстоятельств, необязательное для существования теории. Если бы таких взаимодйствий не существовало на практике, к постулату все равно рано или поздно пришли бы, обнаружив предел в попытках разгона частиц

Исторически же все было в обратном порядке, сначала обобщили экспериментальные данные по электродинамики до уравнений максвелла, потом обнаружили в них несовместимость с уравнениями классической механики, потом постулировали что верны тем не менее законы электродинамики (несмотря на то что они гораздо моложе, проверены они были с большей точностью) как есть, правок не требуют, а значит правки требуют уравнения механики. Результатом правки стало обнаружение в поправленных уравнениях инвариантной скорости

[Why]

Pphantom в сообщении #1150296 писал(а):

Why в сообщении #1150294 писал(а):

Я об этом и спрашиваю. Фактически это попытка сопоставить метрику пространство-время и размеры реальных тел? И только?

Еще бы понять, что Вы называете "сопоставлением метрики и размеров"...

Если я не ошибаюсь, то пространство-время это физическая модель, дополняющая пространство ещё одной метрикой - временем. Метр выражен через скорость, которая в свою очередь выражена через отношение пространства (метры) ко времени (секунды). Однако первоначальный вопрос звучал несколько иначе - почему скорость света не может быть, скажем, такой? Может кто-нибудь объяснить на пальцах?

$$c=489567913\,\frac{\text{m}}{\text{s}}$$

[Pphantom]

Why в сообщении #1150305 писал(а):

Однако первоначальный вопрос звучал несколько иначе - почему скорость света не может быть, скажем, такой?

Она может быть такой. Введите другое определение метра и получите искомое.

[arseniiv]

Или секунды.

Why
Как вы знаете, не зависят от выбора единиц измерения численные значения только безразмерных величин, по которым сейчас единицы измерения (почти все) устанавливаются. Когда мы принимаем существование двух независимых размерностей длины $\mathrm L$ и времени $\mathrm T$, числовое значение скорости зависит от определения аж двух единиц измерения (собственно, оно и так понятно). Мы могли бы как раз использовать математические идеи, стоящие за релятивистскими теориями, и сказать, что $\mathrm L\equiv\mathrm T$, и тогда скорости стали бы безразмерными величинами, а инвариантная скорость $c$ стала бы равна единице (или другому положительному числу, но это менее естественно). Но это неудобно в повседневной практике, и потому в СИ две отдельные размерности. А вот физики этим часто пользуются (и называют «система единиц $c=1$»).

Why в сообщении #1150305 писал(а):

Если я не ошибаюсь, то пространство-время это физическая модель, дополняющая пространство ещё одной метрикой - временем.

Только надо иметь в виду, что физически (псевдо)метрикой в этом же контексте называется некоторая билинейная форма $g$. Пространство-время есть и не только в релятивистских теориях, но там оно просто устроено иначе.

[amon]

Why в сообщении #1150257 писал(а):

Что именно мешает электромагнитным волнам развить бОльшую скорость? Фактически это постулат, который экспериментально доказан и подтвержден, но не более?

Не знаю, устроит ли Вас такой ответ... Из общих соображений, пока подтверждаемых экспериментом (однородность и изотропность пространства, однородность времени) следует, что в принципе может существовать "предельная скорость" и если таковая существует, то все безмассовые частицы с этой скоростью и двигаются. Эксперимент показывает, что
1. Фотон - безмассовая частица
2. Он двигается с конечной скоростью, равной примерно 300000 км/сек.
Значит это и есть та самая пресловутая предельная скорость.

[wrest]

Why в сообщении #1150257 писал(а):

Фактически это постулат, который экспериментально доказан и подтвержден, но не более?

Постулируется немного другое, а именно - существование максимальной скорости распространения сигнала (СТО).

Далее это долго проверяется, и оказывается что опыт все подтверждает, и что этим пределом является скорость света в вакууме.
Чтобы не мучиться с палатой мер и весов и аналоговыми эталонами, далее говорят что $c$ это фундаментальная константа, и она точно равна стольким-то метрам в секунду, таким образом определяя метр через скорость света, а не наоборот.

[arseniiv]

wrest в сообщении #1150325 писал(а):

Постулируется немного другое, а именно - существование максимальной скорости распространения сигнала (СТО).

Постулируется обычно существование инвариантной скорости. В максимальность это выльется только вместе с принципом причинности.

-- Пт сен 09, 2016 18:25:04 --

wrest в сообщении #1150325 писал(а):

Чтобы не мучиться с палатой мер и весов и аналоговыми эталонами, далее говорят что $c$ это фундаментальная константа

Ну, это-то в любом случае верно. Можно скорости хоть сейчас измерять в $c$ (и, опять же, там, где рано пугать читателя отождествлением $c=1$, исправно появляются выражения типа $0{,}99c$, в сущности ничем не отличающиеся от $28\text{ кг}$ ). Это будет просто внесистемная единица измерения.

[Why]

amon в сообщении #1150319 писал(а):

Why в сообщении #1150257 писал(а):

Что именно мешает электромагнитным волнам развить бОльшую скорость? Фактически это постулат, который экспериментально доказан и подтвержден, но не более?

Не знаю, устроит ли Вас такой ответ... Из общих соображений, пока подтверждаемых экспериментом (однородность и изотропность пространства, однородность времени) следует, что в принципе может существовать "предельная скорость" и если таковая существует, то все безмассовые частицы с этой скоростью и двигаются. Эксперимент показывает, что
1. Фотон - безмассовая частица
2. Он двигается с конечной скоростью, равной примерно 300000 км/сек.
Значит это и есть та самая пресловутая предельная скорость.

Таким образом все в рамках экспериментального подтверждения теории о существовании предельной скорости безмассовых частиц? Но нет ответа на вопрос почему у того же фотона скорость (в современном соглашении единиц измерения естественно) такая какая она есть, а не больше\меньше?