Wir nehmen an, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum seine maximale Geschwindigkeit ist, aber können wir nicht annehmen, dass es schneller oder langsamer sein könnte?
Licht kann als elektromagnetische Welle behandelt werden. Elektrische und magnetische Felder haben einige Eigenschaften: Wenn sich das elektrische Feld ändert, erscheint ein magnetisches Feld, wenn sich das magnetische Feld ändert, erscheint ein elektrisches Feld. Es gibt genaue mathematische Formeln, die diese Gesetze beschreiben (Maxwellsche Gesetze). In diesen Formeln gibt es einige Konstanten, die von den Eigenschaften der umgebenden Substanz abhängen. Eine Folge dieser mathematischen Formeln ist, dass elektrische und magnetische Felder ohne Ladungen existieren und sich mit einer konstanten Geschwindigkeit ausbreiten können, die von den Konstanten in Formeln abhängt.
Wenn die Eigenschaften der umgebenden Substanz unterschiedlich sind, die Konstanten in den Maxwellschen Gesetzen unterschiedlich sind, breiten sich elektromagnetische Wellen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aus.
Die Eigenschaften des Vakuums sind überall gleich. (Warum - es ist eine andere Frage, ich weiß es nicht). Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist also überall konstant.
In manchen Substanzen kann sich Licht langsamer als Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ausbreiten . Aber nicht schneller. Es ist eine Folge der speziellen Relativitätstheorie.
Die Theorie der Speziellen Relativitätstheorie besagt, dass Zeit und Raum nicht unabhängig sind. Bei zwei Ereignissen ist es nicht immer möglich festzustellen, welches Ereignis früher stattgefunden hat. Es kann vorkommen, dass in einem Bezugsrahmen das erste Ereignis früher stattfand, in einem anderen Bezugsrahmen das andere früher. Die Formeln, die Zeit und Koordinaten eines Ereignisses in einem Bezugsrahmen in Zeit und Koordinaten in einem anderen Bezugsrahmen übersetzen, enthalten eine gewisse konstante Geschwindigkeit . Wäre es möglich, Informationen schneller als zu senden es wäre auch möglich, Informationen zwischen mehreren Stationen A -> B -> C -> A zu übertragen, so dass A die Informationen erhält, bevor sie gesendet wurden. Zeitmaschinen wie diese würden verschiedene Paradoxien mit sich bringen und sich schneller als diese Geschwindigkeit bewegen aus speziellen Relativitätsformeln ist nicht möglich.
Warum die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und die Konstante aus den Formeln der speziellen Relativitätstheorie sind dasselbe - es ist noch eine weitere separate Frage.
Früher dachten wir, es könnte. Experimente haben das Gegenteil bewiesen.
Im 19. Jahrhundert wurde allgemein angenommen, dass sich Licht wellenartig durch ein Medium ausbreiten muss, das das Universum durchdringt, genau wie sich Schallwellen durch die Luft ausbreiten. Dieses hypothetische Medium wurde "leuchtender Äther" genannt .
Viele Experimente wurden durchgeführt, um die Existenz von Äther zu beweisen und insbesondere um eine wichtige Frage zu beantworten: Ist Äther stationär oder wird er von bewegter Materie mitgerissen? Das berühmteste dieser Experimente war das Michelson-Morley-Experiment , das versuchte, die Bewegung der Erde durch stationären Äther zu erfassen, indem die Lichtgeschwindigkeit in Strahlen parallel und senkrecht zu dieser Bewegung verglichen wurde.
Das Experiment brachte jedoch nicht das erwartete Ergebnis, und tatsächlich führten alle Ätherexperimente zu einem seltsamen Ergebnis: Die Lichtgeschwindigkeit schien immer gleich zu sein, unabhängig von der Bewegung der Lichtquelle, des Beobachters und des Lichts Weg, den das Licht genommen hat. Dies führte mit der Zeit dazu, dass Einstein seine Relativitätstheorie formulierte und die Äthertheorie aufgab.