Könnte ein nicht-relativistisches Universum logisch konsistent sein?

Soweit ich glauben konnte, gab es ein nicht-relativistisches Universumsmodell, das wir nach Maxwell verwendeten. Es hatte eine große Anzahl von "Korrektur"-Termen, die zu unterschiedlichen Lichtgeschwindigkeiten führten. Die Beweiskraft des Minkowski-Raums bestand nicht darin, dass er „korrekter“ war, sondern darin, dass er all diese Korrekturterme in den Raum einbrachte. Es stellte sich heraus, dass dies eine bequemere Art war, über das Problem nachzudenken, also liefen wir damit. Unser Universum ist nicht als Minkowski-Raum definiert, sondern wir haben festgestellt, dass die Gesetze am einfachsten sind, wenn wir unsere Modelle in einen Minkowski-Raum abbilden. Dies ist das gleiche Argument für die Aussage "Die Erde war nie flach, aber wir fanden die Gesetze der Navigation am einfachsten, wenn wir unsere Modelle auf eine flache Oberfläche abbilden."

Eine Welt, in der es tatsächlich einen "bevorzugten" Bezugsrahmen für Licht gibt, hätte wahrscheinlich wenig Einfluss auf die Welt. Angesichts der Tatsache, dass wir die Lichtgeschwindigkeit bis zu Maxwells Ära nicht messen konnten und die Tatsache, dass das Universum nicht einmal sehr abhängig von dieser Geschwindigkeit zu sein scheint, würde ich nicht erwarten, dass sich viel ändern wird.

Mit fortschreitender Technologie könnte dieses ätherähnliche Verhalten jedoch große Auswirkungen haben. Da wir uns immer mehr für Dinge interessieren, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, wäre es ein Problem, Dinge mit präzisem Timing messen zu können. Atomuhren müssten sich synchronisieren, um ihre Rotation innerhalb des Äthers zu berücksichtigen. Es würde bevorzugt, Strukturen im Ätherrahmen zu bauen, wann immer dies möglich ist, was die Berechnungen erleichtert. Irgendwann könnte es zu einer galaktischen Baukrise kommen, da jeder versucht, sich mit dem Äther auszurichten.

Ich nehme an, Sie meinen mit "nicht-relativistisch" die galiläische Relativitätstheorie. Das heißt, ein Universum ohne seltsame Hochgeschwindigkeitseffekte, in dem das Ändern von Referenzrahmen so einfach ist wie das Hinzufügen von Geschwindigkeiten und es nur eine universelle Zeit gibt.

Der Grund, warum die Galileische Relativitätstheorie einst die vorherrschende Theorie war, war, dass sie bei den niedrigen Geschwindigkeiten, mit denen wir es zu tun haben, eine extrem nahe Annäherung an die Realität ist. Um es genau richtig zu machen, müssen alle Geschwindigkeiten klein sein im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit. Mit anderen Worten, die Lichtgeschwindigkeit ist unendlich.

Nehmen Sie einfach alle unsere physikalischen Gesetze und nehmen Sie die Grenze als$c$geht ins Unendliche. Dann der Faktor$\beta=v/c$ist immer Null, und der Faktor$\gamma=1/\sqrt{1-\beta^2}$ist immer 1. Das bedeutet, dass es keine Zeitdilatation oder Längenkontraktion gibt.

Dieses Universum ist logisch konsistent, aber aufgrund der unendlichen Lichtgeschwindigkeit gäbe es keine elektromagnetische Strahlung, wie wir sie kennen. Ich bin mir nicht sicher, welche Auswirkungen dies hat, aber Sie können diese Probleme wahrscheinlich per Hand wegwinken.

Einzelheiten (Aktualisierung)

Die Maxwell-Gleichungen beinhalten implizit die Lichtgeschwindigkeit (sie müssen, da sie die elektromagnetische Strahlung, dh das Licht, bestimmen). Das Wichtigste, das zu berücksichtigen ist, ist das Amperesche Gesetz:

Zufällig hängt das Produkt der Konstanten in dieser Gleichung von der Lichtgeschwindigkeit ab:

Das bedeutet, wenn$c$unendlich ist, wird diese Gleichung zu:

Das heißt, statt Elektrodynamik haben wir Magnetostatik , unter der Bedingungen keine Wellen existieren.

Eine andere Möglichkeit, dies zu betrachten, ist die Beziehung zwischen Frequenz und Wellenlänge:

Wenn$c$unendlich ist, kann diese Gleichung nur erfüllt werden, wenn die Frequenz oder Wellenlänge (oder beide) unendlich sind. Da unendliche Frequenz keinen physikalischen Sinn ergibt, müssen wir schlussfolgern, dass alle Wellen unendlich lang sind, das heißt, dass es überhaupt keine Wellen gibt.