Tại sao tốc độ ánh sáng là 299.792.458 mét / giây?

Ok, tôi học chuyên ngành vật lý (năm thứ 4) và tôi chưa bao giờ hiểu câu hỏi cơ bản (loại này). Có lẽ tôi chưa khám phá nó đủ.

Ví dụ, tại sao phải mất 8 phút20 giây để ánh sáng từ mặt trời đến với chúng ta? Tôi biết câu trả lời cho câu hỏi này theo thang điểm 'bề mặt'. Mặt trời cách xa 1AU, c = 3E8 m / s và d = v / t để có được khoảng 8 phút 20 giây.

Câu hỏi của tôi là ở cấp độ sâu hơn.

Giả sử bạn có thể "cưỡi một photon" TÔI BIẾT ĐÂY LÀ TUYỆT VỜI, nhưng chỉ cần nói rằng bạn có thể. Hoặc một câu hỏi tốt hơn: một photon trải nghiệm những gì? Theo như sự hiểu biết của tôi, photon sẽ rời khỏi mặt trời và (nếu nó nằm trên quỹ đạo bên phải) ngay lập tức đâm vào Trái đất. Một photon rời khỏi Alpha Centauri sẽ nhìn thấy vũ trụ cùng một lúc, trong một đơn vị thời gian nhỏ vô hạn (nếu được hướng ra ngoài không gian).

Nếu một photon nhìn thấy tất cả mọi thứ cùng một lúc, tại sao chúng ta nhận thấy nó có tốc độ? Tôi chắc chắn điều này có liên quan đến các khung tham chiếu, tương đối đặc biệt, biến đổi Lorentz? nhưng chỉ có vẻ lạ. Tại sao tốc độ ánh sáng hữu hạn đối với chúng ta ... nếu nó là vô hạn thì điều này sẽ có vấn đề?

Tốc độ ánh sáng là hữu hạn là một trong những nguyên tắc cơ bản của Vũ trụ của chúng ta.

Nếu nó là vô hạn, điều này sẽ có một ý nghĩa chính trong quan hệ nhân quả.

Bên cạnh đó, trong vật lý phi lượng tử, ánh sáng chỉ là một sóng điện từ. Trường điện từ được mô tả bởi các phương trình Maxwell, dự đoán rằng tốc độ của sóng điện từ truyền qua chân không phụ thuộc vào độ thấm điện môi và độ thấm từ theo phương trình vì vậy bạn không thể có tốc độ ánh sáng vô hạn trừ khi độ thấm điện hoặc độ từ tính bằng 0, do đó sẽ gây ra tất cả các loại vật lạ để thu hút điện từ (và do đó, tồn tại vật chất ngoài các hạt nguyên tố).$c$μ 0 c=$ε_0$$μ_0$$c = {1\over\sqrt{ε_{0}μ_{0}}}$

Tại sao tốc độ ánh sáng là 299.792.458 m / s mà không phải (ví dụ) 3,1 hoặc 4,3 x 10 ^ 44 m / s?

Câu trả lời là tất cả những con số đó là hậu quả của sự lựa chọn tùy ý của các đơn vị đo lường. Trên thực tế, không có gì đặc biệt về con số 299.792.458 , đến mức người ta có thể viết chính xác rằng tốc độ ánh sáng là:

• 1079252848.8 [km / h]
• 0,3 [pc / năm]
• 1 [ánh sáng / năm]

Nhiều đến nỗi, trong vật lý hạt, người ta thường sử dụng tốc độ ánh sáng làm đơn vị đo tốc độ, sao cho nó có hiệu quả tương đương với sự thống nhất. Bạn sẽ viết rằng tốc độ ánh sáng là 1 [c] và tốc độ của hạt đó là 0,9998 [c], trong khi tôi thường làm việc ở tốc độ 1. x 10 ^ {- 8} [c].