Warum können wir die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum nicht brechen? [Duplikat]

1. In dem von Ihnen verlinkten Artikel geht es um einen Fehlalarm, der durch einen Fehler in der Datenverarbeitung verursacht wurde. Die Neutrinos waren nicht schneller als Licht. Die populären Medien haben dies natürlich wie üblich überproportional aufgebauscht.

2. Es ist nicht wirklich wie eine Geschwindigkeitsbegrenzung/Barriere. Es ist die Geometrie des Raums. Es ist nicht wie ein Autobahnschild - es ist eher so, dass man nicht mehr als 90 Grad vertikal fahren kann, so etwas gibt es einfach nicht.

3. Information/Materie kann sich nicht schneller als Licht fortbewegen. Aber Ereignisse, die nicht in ursächlichem Zusammenhang stehen (eins hat das andere nicht verursacht oder umgekehrt), können natürlich mit willkürlichem Timing eintreten.

4. Bei der Quantenverschränkung scheint der Zusammenbruch einer Wellenfunktion auf einer Seite den verschränkten Partner sofort in einen anderen Zustand zu versetzen, aber es kann gezeigt werden, dass dies keine Informationen oder Materie übertragen kann. Es ist ein bisschen komplizierter, aber grob gesagt ist es eher so, als würde man spät etwas über den Zustand erfahren, der zu einem früheren Zeitpunkt entschieden wurde.

5. „Schneller als Licht“ scheint zu passieren, wenn wir fälschlicherweise von einer Ebenheit des Raums ausgehen. "Hyperraum"-Abkürzungen (gekrümmte Raumzeit in großem kosmologischen Maßstab (sogar Wurmlöcher, falls vorhanden) oder winziger Raumzeit-"Schaum") könnten den Anschein erwecken, dass etwas schneller als Licht ging, bis Sie feststellen, dass Sie die Dinge zu stark vereinfacht haben.

Ich antworte kurz.

Die Kräfte selbst breiten sich bei c aus. Angenommen, ein Objekt bewegt sich mit der Geschwindigkeit v. Um es zu beschleunigen, müssen wir die Kraft aufbringen, die schneller als v wirkt. Wenn sich die Geschwindigkeit c nähert, werden die Kräfte in Richtung der Geschwindigkeit unwirksam. Die Kräfte können auch in andere Richtungen wirken, beispielsweise kann das Objekt abgebremst werden. Denken Sie daran, zu versuchen, ein Auto mit Ihren Händen zu schieben, wenn es sich bereits mit 300 Meilen pro Stunde bewegt. Sie können nicht, weil Sie Ihre Hand nicht schneller bewegen können als das Auto. Genauso wirken die Kräfte durch den Raum und nichts im Raum kann schneller sein als c. Das ist der Grund, warum sich nichts schneller bewegen kann als c. Da sich Objekte mit jeder Geschwindigkeit bis c bewegen können, ist c eine Geschwindigkeitsbegrenzung für Objekte.

Die nächste Frage kann sein, warum Kräfte nicht schneller als c wirken können? Das bringt uns zum nächsten Teil.

Für Licht und Wellen und Felder ist es keine Grenze, es ist eine Eigenschaft (des Raumes). Eine Wellengeschwindigkeit hängt vom Medium ab. Der Raum, der für EM-Wellen mittel ist, definiert ihre Geschwindigkeit. Es ist eine Eigenschaft, weil sich die Wellen nur bei c fortbewegen können, nicht weniger, nicht mehr. Ebenso ist die Geschwindigkeit der Kräfte auch eine Eigenschaft des Raumes.

Die Geschwindigkeitsbegrenzung stammt aus der Relativitätstheorie, die vollständig bewiesen ist, und sichere Theorie.

Ihre Punkte zu Quantenteilchen beziehen sich auf einen Teil der Quantenmechanik, der noch nicht bewiesen und höchst unsicher (und daher defensiv) ist. Dieser Teil ist verstrickt/gespenstisch. Der größte Teil des QM ist sehr erfolgreich und sinnvoll. Dazu gehören die Unschärferelation, das Berechnen von Durchschnittswerten, Wellen-Partikel-Dualität ... so ziemlich alles außer einigem Unsinn wie Spuk und Zeitreisen. Diese Teile sind mathematische Spekulationen und entsprechen höchstwahrscheinlich nicht der Realität. Sie meinen also auch keine FTL.

In der Quantenmechanik gibt es keine schnellere Kommunikation als Licht oder Bewegung. Dies ist ein Missverständnis, das selbst unter Physikern weit verbreitet ist.

In der klassischen Physik kann ein System durch eine Reihe von Zahlen beschrieben werden, deren Werte alle mit einer einzigen Instanz dieses Systems gemessen werden können. Es gibt ein mathematisches Ergebnis namens Bells Theorem, das besagt, dass keine lokale Theorie die Vorhersagen der Quantenmechanik unter Verwendung der klassischen Physik reproduzieren kann. Die Quantenmechanik ist keine klassische Physik und so verwundert es nicht, dass sie zu unterschiedlichen Vorhersagen Anlass gibt.

In der Quantenmechanik wird ein System durch die Werte von Observablen charakterisiert, wobei diese Werte durch mathematische Objekte dargestellt werden, die als Hermitesche Matrizen bezeichnet werden. Um zu beschreiben, wie Informationen zwischen Quantensystemen übertragen werden, müssen Sie beschreiben, wie die Observablen eines Systems von denen eines anderen abhängen. Im Allgemeinen stellt eine Observable nicht nur eine messbare Größe mit einem Wert dar, die sich im Laufe der Zeit ändert. Vielmehr stellt es eine komplexere Struktur dar, bei der mehrere verschiedene Versionen dieser Größe miteinander interferieren. Und wenn es mehrere Versionen jedes Systems geben wird, muss jedes gegebene System Informationen darüber enthalten, wie eine bestimmte Version dieses Systems mit einer bestimmten Version eines anderen Systems interagiert. Im Allgemeinen können Sie' Diese Art von Informationen erhält man nicht, indem man nur ein System misst, und aus diesem Grund werden sie als lokal nicht zugängliche Informationen bezeichnet. Eine Erklärung, wie lokal unzugängliche Informationen durch ganz lokale Interaktionen zu EPR-Korrelationen, Teleportation usw. führen, wird hier gegeben:

http://arxiv.org/abs/quant-ph/9906007 .

Siehe auch

http://arxiv.org/abs/1109.6223 .

Für beliebte Behandlungen siehe „The Fabric of Reality“ und „The Beginning of Infinity“ von David Deutsch.

1) Die Menge an Masse, die ein Objekt hat = wie widerstandsfähig dieses Objekt gegen Impulsänderungen ist. Je mehr Masse, desto mehr Energie wird benötigt, um den Impuls zu ändern. Da Photonen masselos sind, haben sie keinen Widerstand gegen Impulsänderungen. Photonen sind im Wesentlichen die Geschwindigkeit, mit der sich Energie durch das Universum ausbreitet. Warum es c ist, so funktioniert das Universum. Es gibt kein Gesetz, dass sich etwas nicht schneller bewegen kann, aber wenn wir die physische Welt als die Dualität von Energie/Masse betrachten, dann kann sich nichts Physisches schneller bewegen als Licht.

2) Sie werden viele verschiedene Erklärungen dafür hören, warum die verrückten Dinge im QM so passieren, wie sie es tun. Ich gehöre zu den Menschen, die denken, wir wüssten nicht genug, um über definitive Aussagen sprechen zu können.