¿Por qué la velocidad de la luz es de 299,792,458 metros / seg?

Ok, me estoy especializando en física (cuarto año) y nunca entendí esta pregunta fundamental (un poco). Tal vez no lo he explorado lo suficiente.

Por ejemplo, ¿por qué tarda 8min20seg para que nos llegue la luz del sol? Sé la respuesta a esta pregunta en una escala 'superficial'. El sol está a 1 UA de distancia, c = 3E8 m / s, y d = v / t para obtener aproximadamente 8 minutos y 20 segundos.

Mi pregunta está en un nivel más profundo.

Digamos que puedes "montar un fotón". Sé que esto es imposible, pero solo di que podrías. O una mejor pregunta: ¿qué experimenta un fotón? Según tengo entendido, el fotón dejaría el sol y (si está en la trayectoria correcta) golpearía la Tierra instantáneamente. Un fotón que salga de Alpha Centauri vería el universo de una vez, en una pequeña unidad de tiempo infinitesimal (si se dirige al espacio).

Si un fotón ve todo de una vez, ¿por qué percibimos que tiene velocidad? Estoy seguro de que esto tiene algo que ver con los marcos de referencia, especialmente relativamente, ¿las transformaciones de Lorentz? pero solo parece extraño ¿Por qué la velocidad de la luz es finita para nosotros? Si fuera infinita, ¿sería problemático?

light speed

— sci-guy
fuente

Desde 1983, el medidor se ha definido como la distancia recorrida por la luz en el vacío en 1 / 299,792,458 de segundo, por lo que ese número es exacto por definición. Por supuesto, eso no responde a su pregunta, pero es interesante. en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_light

— Keith Thompson

Si no has leído el QED de Feynmann, realmente lo recomiendo para tener más perspectiva sobre esto.

— adrianmcmenamin

Mejores respuestas en Física SE. eg physics.stackexchange.com/questions/150150/… , physics.stackexchange.com/questions/80365/… , physics.stackexchange.com/questions/143385/…

— Rob Jeffries

Se teoriza que otros versículos múltiples pueden tener constantes diferentes a las que tenemos en este universo. Por ejemplo, la constante de gravedad podría ser diferente, la velocidad de la luz podría ser diferente, etc. Estos universos se verían completamente diferentes a nuestro universo.

— Scottie

La velocidad de la luz es de 299792458 metros por segundo porque el universo funciona de la manera que lo hace y también: la velocidad de la luz se definió mucho después de que el medidor lo fuera. Por lo tanto, para retener la medida del medidor original, SI decidió que la velocidad de la luz fuera de 299792458 m / s solo en la anterior para retener la medida del medidor anterior, que anteriormente se definió como igual a una décima millonésima parte de la distancia desde el ecuador hasta el poste medido en un meridiano que pasó por París Francia

— Suhrid Mulay

Respuestas:

La velocidad de la luz siendo finita es uno de los fundamentos de nuestro universo.

Si fuera infinito, esto tendría una implicación importante en la causalidad.

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

— Envidia
fuente

Ok, pero ¿por qué 300,000 km / seg? Sé que km y segundo son inventos humanos, pero sean cuales sean sus unidades de medida, ¿por qué esa velocidad? ¿Qué tiene de especial ese número? y qué hay de la otra parte de mi pregunta: si un fotón experimenta todo de una vez, ¿cómo puede ser que abandone el sol y llegue a la Tierra en t = 0 pero para nosotros t = 8min20seg?

— sci-guy

Esa velocidad (297000Km / s) proviene de la fórmula que publiqué anteriormente: 1 sobre la raíz cuadrada de ε0μ0. Sobre el fotón experimentando todo a la vez, eso se debe a la dilatación del tiempo relativista. Para un fotón, el tiempo se dilata infinitamente, por lo que un instante se extiende infinitamente largo.

— Envite

oh ya .. eso es lo que pasa. satisfacción intelectual ¡Gracias! Me gusta mucho esa respuesta.

— sci-guy

Esta respuesta es solo una versión sofisticada de "es porque es"

— adrianmcmenamin

Tengo la misma pregunta. ¿Por qué un no finito? Estaba estudiando la transformación de la cinemática relativista y me di cuenta de que las partículas de luz no sentirían el viaje si estuvieran viviendo. Todo sucedería en una instancia para ellos. El valor 299792458 proviene de la permitividad y la permeabilidad que está bien. Es una causa que la velocidad es finita. Pero por qué finito, saber que creo que se necesita más avance.

— Javi

¿Por qué la velocidad de la luz es 299,792,458 m / s, y no (por ejemplo) 3,1 o 4,3 x 10 ^ 44 m / s?

La respuesta es que todos esos números son consecuencia de elecciones arbitrarias de las unidades de medida. De hecho, no hay nada especial en el número 299,792,458 , tanto que se puede escribir correctamente que la velocidad de la luz es:

1079252848.8 [km / h]
0.3 [pc / año]
1 [año luz / año]

Tanto es así, que en física de partículas es común usar la velocidad de la luz como la unidad de medida de la velocidad, de modo que sea efectivamente igual a la unidad. Usted escribiría que la velocidad de la luz es 1 [c], y que la velocidad de esa partícula fue 0.99998 [c], mientras que típicamente trabajo a una velocidad de 1. x 10 ^ {- 8} [c].

— astabada
fuente

En las llamadas "unidades naturales", la velocidad de la luz es 1 (sin dimensiones)

— Envite

astabada, creo que te perdiste el nivel de la pregunta que te estaba haciendo. Le preguntaba qué unidad de medida está utilizando, ¿por qué es esa velocidad? Por ejemplo, si el medidor y el segundo se mantuvieron igual, ¿por qué es 3E8 m / sy no 6E8m / s? Envite respondió la pregunta muy bien. Aunque, por supuesto, puede continuar preguntando por qué la permeabilidad eléctrica y magnética son como son ... e incluso una pregunta más profunda: ¿por qué cualquier valor constante es?!?! ¿Existe una optimización 'natural' en el universo? ¿O están estos valores relacionados con la menor cantidad de energía utilizada?

— sci-guy

@Envite Quería ser claro, es por eso que especifiqué 1 [c] . Estoy de acuerdo en que si c = 1 la expresión es redundante, como escribir "8 x 1" en lugar de solo "8" ...

— astabada

@ Andrew Sí, hay una razón por la cual todas estas constantes universales tienen el valor que tienen. Se llama Principio Antrópico: si tuvieran algún otro valor, no estaremos aquí para observarlos.

— Envite

@astabada Parece que tienes una pregunta válida. Hazlo como una pregunta en el sitio. No tiene sentido discutirlo a través de comentarios.

— Envite