Почему скорость света 299 792 458 м / с?

Хорошо, я изучаю физику (4 курс) и никогда не понимал этот фундаментальный (своего рода) вопрос. Возможно я не исследовал это достаточно.

Например, почему солнечный свет попадает к нам на 8 минут 20 секунд? Я знаю ответ на этот вопрос в «поверхностном» масштабе. Солнце на расстоянии 1 AU, c = 3E8 м / с и d = v / t, чтобы получить примерно 8 мин 20 сек.

мой вопрос находится на более глубоком уровне.

Скажем, вы могли бы «прокатиться на фотоне». Я ЗНАЮ, ЧТО ЭТО НЕВОЗМОЖНО, но просто скажу, что вы можете. Или лучший вопрос: что испытывает фотон? Фотон, согласно моему пониманию, покинет Солнце и (если он находится на правильной траектории) мгновенно достигнет Земли. Фотон, покидающий Альфу Центавра, будет видеть вселенную одновременно, в бесконечно малой единице времени (если она направлена в космос).

Если фотон видит все сразу, почему мы чувствуем его скорость? Я уверен, что это как-то связано с ориентирами, особенно относительно преобразований Лоренца? но только кажется странным. почему скорость света конечна для нас ... если бы она была бесконечной, было бы это проблематично?

light speed

— научно-парень
источник

С 1983 года счетчик определяется как расстояние, пройденное светом в вакууме в 1/299 792 458 секунды, так что это число является точным по определению. Конечно, это не отвечает на ваш вопрос, но это интересно. en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_light

— Кит Томпсон,

Если вы еще не читали QED Фейнмана, я бы порекомендовал его для более подробного изучения этого вопроса.

— adrianmcmenamin

Лучше ответы по физике SE. например, phys.stackexchange.com/questions/150150/… , Physics.stackexchange.com/questions/80365/… , Physics.stackexchange.com/questions/143385/…

— Роб Джеффрис

Предполагается, что другие мульти-стихи могут иметь другие константы, чем те, которые мы имеем в этой вселенной. Например, константа гравитации может быть другой, скорость света может быть другой и т. Д. Эти вселенные будут выглядеть совершенно иначе, чем наша вселенная.

— Скотти

Скорость света составляет 299792458 метров в секунду, потому что Вселенная работает так же, как и она: скорость света была определена намного позже, чем был метр. Следовательно, чтобы сохранить первоначальную меру измерителя, SI решила, что скорость света должна быть 299792458 м / с чуть выше, чтобы сохранить старую меру измерителя, которая ранее была определена равной одной десятимиллионной расстояния от экватора до полюс измеряется на меридиане, который проходил через Париж, Франция

— Сухрид Мулай

Ответы:

Скорость света, являющаяся конечной, является одной из основ нашей Вселенной.

Если бы оно было бесконечным, это имело бы важное значение в причинности.

$c$ $ε_0$ $μ_0$ $c = {1\over\sqrt{ε_{0}μ_{0}}}$

— Envite
источник

Хорошо, но почему 300 000 км / с? Я знаю, что километры и секунды - это человеческие изобретения, но какими бы ни были ваши единицы измерения, почему такая скорость? что такого особенного в этом числе? а как насчет другой части моего вопроса: если фотон испытывает все сразу, то как может быть, что он покидает Солнце и падает на Землю в t = 0, но для нас t = 8min20sec?

— научный сотрудник

Эта скорость (297000 км / с) исходит из формулы, которую я разместил выше: 1 над квадратным корнем из ε0μ0. О том, что фотон испытывает все сразу, это связано с релятивистским замедлением времени. Для фотона время бесконечно расширено, поэтому одно мгновение продолжается бесконечно долго.

— Envite

о да .. вот и все. интеллектуальное удовлетворение. Спасибо! Мне очень нравится этот ответ.

— научный сотрудник

Этот ответ - просто сложная версия «это потому, что это так»

— adrianmcmenamin

У меня такой же вопрос. Почему конечного нет. Я изучал трансформацию релятивистской кинематики и понял, что легкие частицы не будут чувствовать путешествие, если они будут жить. Все случится в случае для них. Значение 299792458 исходит из проницаемости и проницаемости, которые в порядке. Это причина того, что скорость конечна. Но, конечно, конечно, чтобы знать, что я думаю, что нужно больше прогресса.

— Хави

Почему скорость света 299 792 458 м / с, а не (например) 3,1 или 4,3 x 10 ^ 44 м / с?

Ответ заключается в том, что все эти числа являются следствием произвольного выбора единиц измерения. На самом деле нет ничего особенного в числе 299 792 458 , настолько, что можно правильно написать, что скорость света:

1079252848,8 [км / ч]
0,3 [шт / год]
1 [год / год]

Настолько, что в физике элементарных частиц принято использовать скорость света в качестве единицы измерения скорости, так что она фактически равна единице. Вы бы написали, что скорость света равна 1 [c], а скорость этой частицы - 0.99998 [c], а я обычно работаю со скоростью 1. x 10 ^ {- 8} [c].

— astabada
источник

В так называемых «естественных единицах» скорость света равна 1 (безразмерной)

— Envite

Астабада, я думаю, ты пропустил уровень вопроса, который я задавал. Я спрашивал, какую единицу измерения вы используете, почему это такая скорость. Например, если счетчик и секунда остались прежними, почему это 3E8 м / с, а не 6E8 м / с, Envite ответила на вопрос хорошо. Хотя, конечно, вы можете спросить, почему электрическая и магнитная проницаемость такие, какие они есть ... и еще более глубокий вопрос: почему любая постоянная имеет значение?!?! Есть ли «естественная» оптимизация во вселенной? или эти значения относятся к наименьшему количеству используемой энергии?

— научно-исследователь

@ Envite Я хотел быть ясным, поэтому я указал 1 [c] . Я согласен, что если c = 1, выражение является избыточным, очень похоже на написание «8 x 1», а не просто «8» ...

— astabada

@ AndrewH да, есть причина, по которой все эти универсальные константы имеют значение, которое они имеют. Это называется антропным принципом: если бы они имели какую-то другую ценность, мы не были бы здесь, чтобы наблюдать за ними.

— Envite

@astabada Кажется, у вас есть правильный вопрос. Пожалуйста, задавайте это как вопрос на сайте. Бессмысленно обсуждать это через комментарии.

— Envite