Pourquoi la vitesse de la lumière est-elle de 299 792 458 mètres / sec?

Ok, je me spécialise en physique (4e année) et je n'ai jamais compris cette (fondamentale) question fondamentale. Peut-être que je ne l'ai pas suffisamment exploré.

Par exemple, pourquoi faut-il 8min20sec pour que la lumière du soleil nous parvienne? Je connais la réponse à cette question sur une échelle de «surface». Le soleil est à 1AU, c = 3E8 m / s et d = v / t pour obtenir environ 8 min 20 sec.

ma question est à un niveau plus profond.

Dites que vous pouvez "chevaucher un photon" JE SAIS QUE C'EST IMPOSSIBLE, mais dites simplement que vous le pouvez. Ou une meilleure question: qu'est-ce qu'une expérience photonique? Selon ma compréhension, le photon quitterait le soleil et (s'il se trouve sur la bonne trajectoire) toucherait instantanément la Terre. Un photon quittant Alpha Centauri verrait l'univers d'un seul coup, dans une petite unité de temps infinitésimale (s'il était dirigé vers l'espace).

Si un photon voit tout d'un coup, pourquoi le percevons-nous comme ayant une vitesse? Je suis sûr que cela a quelque chose à voir avec les référentiels, relativement spéciaux, les transformations de Lorentz? mais semble juste étrange. pourquoi la vitesse de la lumière est-elle limitée pour nous ... si elle était infinie, cela serait-il problématique?

light speed

— sci-guy
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Depuis 1983, le compteur est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 de seconde, de sorte que ce nombre est exact par définition. Bien sûr, cela ne répond pas à votre question, mais c'est intéressant. en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_light

— Keith Thompson

Si vous n'avez pas lu le QED de Feynmann, je le recommanderais vraiment pour plus de recul à ce sujet.

— adrianmcmenamin

Meilleures réponses sur Physics SE. par exemple physics.stackexchange.com/questions/150150/… , physics.stackexchange.com/questions/80365/… , physics.stackexchange.com/questions/143385/…

— Rob Jeffries

Il est théorisé que d'autres multi-versets peuvent avoir des constantes différentes de celles que nous avons dans cet univers. Par exemple, la constante de gravité peut être différente, la vitesse de la lumière peut être différente, etc. Ces univers seraient totalement différents de notre univers.

— Scottie

La vitesse de la lumière est de 299792458 mètres par seconde parce que l'univers fonctionne comme il le fait et aussi: la vitesse de la lumière a été définie bien après le mètre. Par conséquent, afin de conserver la mesure de mètre d'origine, SI a décidé que la vitesse de la lumière devait être de 299792458 m / s juste en plus pour conserver l'ancienne mesure de mètre qui était précédemment définie comme étant égale à un dix millionième de la distance de l'équateur à le pôle mesuré sur un méridien qui a traversé Paris France

— Suhrid Mulay

Réponses:

La vitesse de la lumière étant finie est l'un des fondamentaux de notre Univers.

S'il était infini, cela aurait une implication majeure dans la causalité.

De plus, en physique non quantique, la lumière n'est qu'une onde électromagnétique. Le champ électromagnétique est décrit par les équations de Maxwell, qui prédisent que la vitesse des ondes électromagnétiques se propageant à travers le vide dépend de la permittivité diélectrique et de la perméabilité magnétique par l'équation donc vous ne pouvez pas avoir une vitesse infinie de la lumière à moins que la permittivité électrique ou la perméabilité magnétique ne soit nulle, ce qui à son tour entraînerait toutes sortes de choses étranges à l'attraction électromagnétique (et donc, à l'existence de la matière au-delà des particules élémentaires). $c$ $ε_0$ $μ_0$ $c = {1\over\sqrt{ε_{0}μ_{0}}}$

— Envite
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D'accord, mais pourquoi 300 000 km / sec? Je sais que les kilomètres et les secondes sont des inventions humaines - mais quelles que soient vos unités de mesure - pourquoi cette vitesse? quelle est la particularité de ce nombre? et qu'en est-il de l'autre partie de ma question: si un photon vit tout d'un coup - comment se fait-il qu'il quitte le soleil et frappe la terre en t = 0 mais pour nous t = 8min20sec?

— sci-guy

Cette vitesse (297000Km / s) provient de la formule que j'ai affichée ci-dessus: 1 sur la racine carrée de ε0μ0. À propos du photon expérimentant tout à la fois, cela est dû à la dilatation temporelle relativiste. Pour un photon, le temps est infiniment dilaté donc un instant s'étend infiniment long.

— Envite le

oh ya .. c'est le truc. satisfaction intellectuelle. Merci! J'aime beaucoup cette réponse.

— sci-guy

Cette réponse n'est qu'une version sophistiquée de "c'est parce qu'elle est"

— adrianmcmenamin

J'ai la même question. Pourquoi un non fini. J'étais en train d'étudier la transformation de la cinématique relativiste et j'ai réalisé que les particules de lumière ne ressentiraient pas le voyage si elles vivaient. la valeur 299792458 provient de la permittivité et de la perméabilité qui sont correctes. C'est une cause que la vitesse est finie. Mais pourquoi fini, savoir que je pense que plus d'avancées sont nécessaires.

— Javi

Pourquoi la vitesse de la lumière est-elle 299 792 458 m / s, et non (par exemple) 3,1 ou 4,3 x 10 ^ 44 m / s?

La réponse est que tous ces chiffres sont des conséquences de choix arbitraires des unités de mesure. En fait, le nombre 299 792 458 n'a rien de spécial , à tel point que l'on peut correctement écrire que la vitesse de la lumière est:

1079252848,8 [km / h]
0,3 [pc / an]
1 [année lumière / an]

À tel point qu'en physique des particules, il est courant d'utiliser la vitesse de la lumière comme unité de mesure de la vitesse, de sorte qu'elle est effectivement égale à l'unité. Vous écririez que la vitesse de la lumière est de 1 [c], et que la vitesse de cette particule était de 0,99998 [c], alors que j'arrive généralement à travailler à une vitesse de 1. x 10 ^ {- 8} [c].

— astabada
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Dans les soi-disant "unités naturelles", la vitesse de la lumière est de 1 (sans dimension)

— Envite le

astabada, je pense que vous avez manqué le niveau de la question que je posais. Je demandais quelle unité de mesure vous utilisez pourquoi est-ce cette vitesse. Par exemple, si le mètre et le second sont restés les mêmes, pourquoi est-ce 3E8 m / s et non 6E8m / s, Envite a répondu gentiment à la question. Bien sûr, vous pouvez continuer à vous demander pourquoi la perméabilité électrique et magnétique sont telles qu'elles sont ... et une question encore plus profonde: pourquoi une valeur constante est-elle?!?! Existe-t-il une optimisation «naturelle» dans l'univers? ou ces valeurs sont-elles liées à la moindre quantité d'énergie utilisée?

— sci-guy

@Envite Je voulais être clair, c'est pourquoi j'ai spécifié 1 [c] . Je suis d'accord que si c = 1 l'expression est redondante, un peu comme écrire "8 x 1" plutôt que juste "8" ...

— astabada

@AndrewH oui, il y a une raison pour laquelle toutes ces constantes universelles ont la valeur qu'elles ont. Cela s'appelle le principe anthropique: s'ils avaient une autre valeur, nous ne serons pas ici pour les observer.

— Envite

@astabada Il semble que vous ayez une question valide. Veuillez la poser comme une question sur le site. Il est inutile d'en discuter via des commentaires.

— Envite