Ist es theoretisch möglich, ein Universum zu haben, in dem sich Schall schneller ausbreitet als Licht ccc? [geschlossen]

Wir müssen vorsichtig sein, was wir mit "Lichtgeschwindigkeit" meinen. Es kann zwei Dinge bedeuten: die Geschwindigkeit, mit der sich Licht ausbreitet, was ich als schreiben werde$s_{light}$, und die Höchstgeschwindigkeit, mit der irgendetwas möglicherweise reisen kann, was geschrieben steht$c$. In unserem Universum, in einem Vakuum,$s_{light}=c$, so weit wir wissen.

Jetzt können keine Informationen jemals schneller übertragen werden als$c$, es sei denn, wir sind bereit, das Universum so sehr zu optimieren, dass es nicht mehr der Relativitätstheorie gehorcht (in diesem Fall sollten wir wahrscheinlich nicht auf einer Physik-Website posten). Informationen können per Ton übertragen werden, also kann sich Ton auf keinen Fall schneller ausbreiten als$c$.

Es ist jedoch möglich, dass sich Licht langsamer fortbewegt als$c$. Sogar im realen Universum kann man haben$s_{light}<c$wenn du nicht in einem Vakuum bist. Wenn Photonen Masse hätten, würden sie sich sogar langsamer fortbewegen$c$In einem Vakuum. (Obwohl sie nicht mehr wirklich Photonen wären und wir wieder vom Thema abschweifen). In solchen Fällen gibt es meines Erachtens keinen besonderen Grund dafür$v_{light}$müsste schneller sein als die Schallgeschwindigkeit. In unserem Universum ist das im Prinzip möglich, obwohl es sicherlich kein Material gibt, in dem es tatsächlich passiert, zumindest bei nicht extremen Temperaturen und Drücken.

Schall ist eine Druckwelle, und die Erzeugung eines Druckgradienten erfordert, dass sich Atome/Moleküle bewegen, um einen Dichteunterschied zu erzeugen. Kein Teilchen kann sich schneller als Licht bewegen, daher ist es unmöglich, einen Druckgradienten zu erzeugen, der sich schneller als Licht ausbreitet.

Nathaniels Argument, dass sich Schallwellen in einem System wie einem Bose-Einstein-Kondensat schneller ausbreiten könnten als Licht, ist genial und wahr in dem Sinne, dass Licht in einem BEC praktisch zum Stillstand gebracht werden kann. Dies ist jedoch ein bisschen Betrug, da Licht unter diesen Bedingungen nicht gleich Licht ist. Das Licht und das BEC bilden ein zusammengesetztes System namens Polariton , und das Polariton bewegt sich langsamer als$c$nicht leicht. Ich stimme Nathaniel sicherlich zu, dass sich Schall unter den richtigen Bedingungen schneller bewegen kann als ein Polariton.

Es gibt ein "Universum", in dem die Schallgeschwindigkeit größer ist als die Lichtgeschwindigkeit (oder zumindest die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen), und das befindet sich in Leitern.

In einem Leiter ist die EM-Wellengeschwindigkeit

Ja, ich weiß, das hat das OP nicht gemeint, das ist nicht dasselbe wie einen viel niedrigeren Wert zu haben$c$. Aber trotzdem interessant.

Wir alle "wissen", dass nichts schneller reisen kann als Licht [...]

Wenn wir uns im Kontext der Relativitätstheorie auf „ Lichtgeschwindigkeit (im Vakuum)“ beziehen, wissen wir definitiv , dass wir „Signalfrontgeschwindigkeit“ meinen ; und die Begriffe "Signal" und "Signalfront" werden ebenfalls als definitiv und eindeutig betrachtet.

[...] ein Universum, in dem sich Schall schneller fortbewegt als Licht?

Mit „ schallreisend “ meinen wir sicherlich nicht „nur eigenständiges, bedeutungsloses Rauschen“, sondern eine bestimmte („akustische“) Art der Übertragung eines Signals.

Folglich muss die „Schallgeschwindigkeit“, die sich auf diese spezielle („akustische“) Art der Übertragung eines Signals bezieht, auf jeden Fall kleiner oder höchstens gleich der Signalfrontgeschwindigkeit sein, die sich auf die (all-inclusive) entsprechende Signalfront bezieht .

wenn wir die fundamentalen Konstanten der Natur verändern dürfen

Beachten Sie, dass$c_0$, dh die Signalfrontgeschwindigkeit, ist eine rein formale Konstante ungleich Null; unabhängig von einer bestimmten Wahl der Einheiten, wie etwa der Wahl der SI-Einheiten "m" und "s". An dieser Konstante gibt es also prinzipiell nichts zu " optimieren ", abgesehen von der bloßen Formalität, ein bestimmtes Symbol zu wählen, um sie zu bezeichnen.

Anmerkung zum letzten OP-Update:

Ich beziehe mich umgangssprachlich auf Licht- und Schallgeschwindigkeit [...]

Es gibt natürlich keine Möglichkeit, eine Frage zu beantworten, welche umgangssprachlichen Ausdrücke in alternativen Universen verwendet werden könnten, um irgendwelche zugrunde liegenden bestimmten und eindeutigen physikalischen, geometrischen und/oder kausalitätsbezogenen Begriffe zu bezeichnen und auszudrücken.

Außerdem habe ich darüber nachgedacht, wie "die OP-Frage verbessert werden könnte" oder welchen Ausdruck dessen, was meiner Meinung nach der Hauptpunkt der vorliegenden Frage ist, den ich für allgemein akzeptabel halte; und ich würde es so formulieren:
„ Wie kann man die Glaubwürdigkeit einer möglichen Behauptung der „superluminalen Signalisierung“ bestimmen? (PSE/q/145226)“ .