Virtuelle Photonen-Übertragungsgeschwindigkeit eines statischen elektrischen Feldes?

Da ich QFT noch nicht kenne, werde ich versuchen, klassisch zu antworten, ohne virtuelle Partikel oder ähnliche Entitäten.

Es gibt tatsächlich keinen Teil des Feldes, der sich schneller bewegt als das Licht – selbst bei statischen Feldern, selbst bei sich gleichmäßig bewegenden Quellen. Was stattdessen passiert, ist, wie sich das Feld selbst entwickelt.

Um dieses Phänomen besser zu veranschaulichen, betrachten wir eine elastische Welle auf einer Membran, die von einer sich bewegenden Quelle herrührt. Die Gleichung, die ein solches System beschreibt, ist isomorph zur Gleichung für das skalare Potential des elektromagnetischen Felds, daher scheint diese Analogie ziemlich fair zu sein. Zum Zeitpunkt$t=0$Wir erstellen eine Quelle, die sich bewegt$0.9c$Wo$c$ist die Wellengeschwindigkeit auf der Membran, wenn sich die Quelle in der Nähe des Zentrums befindet ($x\approx5.8$), entfernen wir die Quelle. (Achten Sie nicht auf Reflexionen von Grenzen – dies sind rechnerische Artefakte künstlicher Grenzen.)

Was wir erhalten, ist, dass sich das statische Feld (dh die Verzerrung der Membran) mit der Quelle bewegt und sich von seinem Entstehungspunkt weg fortpflanzt$c$. Der statische Teil, der sich innerhalb des Ausbreitungskreises befindet, ändert sich zeitlich so, dass es so aussieht, als würde er der Quelle folgen. Der Teil, der sich bewegt$c$ist der Bereichswechsel .

Wenn wir die Quelle jedoch entfernen, bewegt sich die Verzerrung – der statische Teil des Felds – immer noch weiter, als ob die Quelle immer noch da wäre. Und erst danach$\Delta t=d/c$wird der Beobachter auf Distanz geortet$d$von dem Punkt an, an dem die Quelle verschwunden ist, bemerken Sie, dass die Quelle nicht mehr da ist – nur zu diesem Zeitpunkt wird der Feldwechsel den Beobachter erreichen.

Also, die Schlussfolgerung: Es ist nicht so, dass sich das statische Feld mit FTL-Geschwindigkeit ausbreitet – es ist stattdessen die Art und Weise, wie sich das Feld einer sich gleichmäßig bewegenden Quelle mit der Zeit selbst entwickelt – selbst wenn keine Quelle mehr vorhanden ist.

Aus den Gründen, die in dem von Ihnen im OP angegebenen Wikipedia-Link erwähnt wurden, gilt dasselbe für elektromagnetische und Gravitationswellen. Selbst wenn die Quelle verschwindet, sieht das Feld immer noch so aus, als ob die Quelle es an seine erwartete (tatsächliche, wenn sie nicht verschwunden ist) Position bewegt, bis die Welle der Veränderung den Beobachter erreicht.

Sie haben jetzt vielleicht eine Frage: Wenn sich das Feld so entwickelt, als ob sich die Quelle, die es erzeugt hat, mit einer gewissen Geschwindigkeit bewegt, aber diese Quelle überhaupt nicht benötigt, woher kennt das Feld die Geschwindigkeit dieser Quelle? Es scheint, dass diese Informationen in Form des statischen Feldes kodiert sind . Für eine stationäre Quelle ist das Feld, wie aus dem Coulombschen Gesetz für die Elektrostatik und dem Newtonschen Gesetz für die Gravitation bekannt, kugelsymmetrisch. Wenn sich die Quelle jedoch bewegt, sieht das Feld in der Bewegungsrichtung der Quelle abgeflacht aus. Dies ist die Folge der Längenkontraktion und kann leicht gesehen werden, wenn Sie ausgehend vom Coulomb-Feld Lorentz-Transformationen am Beobachter durchführen.