Könnte Licht langsamer reisen als die "universelle Geschwindigkeitsbegrenzung"? Könnte dies eine Quantisierung der Raumzeit bedeuten?

Eine Beschreibung relativistischer Effekte, die ich gehört/gelesen habe, lautet ungefähr so:

Alles bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit durch die Raumzeit. Die Bewegungsrichtung eines Objekts durch die Raumzeit kann sich jedoch ändern. Wenn Sie zum Beispiel in Ruhe sind, ist Ihre gesamte Bewegung durch die Raumzeit durch die Zeit. Wenn Sie jedoch gehen, wird ein Teil Ihrer Bewegung durch die Raumzeit dem Reisen durch den Raum zugeordnet. Da weniger Ihrer Bewegung durch die Raumzeit dem Reisen durch die Zeit zugeteilt wird, ist Ihre Ortszeit langsamer als die Ortszeit Ihrer Umgebung.

Ich weiß nicht, ob diese Beschreibung ein gutes Modell ist oder nicht. Es könnte nur eine unvollkommene Analogie sein, soweit ich weiß. Wenn es sich jedoch um ein gutes Modell handelt, scheint es mir, als würde Licht nur einen Teil seiner gesamten Bewegung durch die Raumzeit der Bewegung durch den Raum widmen: Es scheint, dass Licht auch durch die Zeit reist. (Dies könnte wegen der Relativität der Gleichzeitigkeit falsch sein. Ich weiß es nicht wirklich.) Wenn nichts schneller als Licht durch den Raum fliegen kann, aber Licht nicht seine gesamte Bewegung durch die Raumzeit der Reise durch den Raum widmet, könnte das das bedeuten Raumzeit ist quantisiert?

Bis zum letzten Satz habe ich Sie mehr oder weniger verstanden. Könntest du ein bisschen mehr erklären, warum das deiner Meinung nach etwas mit Quantisierung zu tun hat? (Was den Rest betrifft, ist es als Analogie in Ordnung, außer dass die Zeitdimension im gegenteiligen Sinne funktioniert wie die Raumdimensionen: Sie bewegen sich schneller durch die Zeit, wenn Sie sich durch den Raum bewegen. Ich würde versuchen, mehr zu erklären, aber wie Ich sage, du hast mich am Ende verloren.)
@RetardedPotential: Wenn die gesamte Bewegung eines Objekts durch die Raumzeit der Bewegung durch den Raum gewidmet ist, scheint es, als würde sich dieses Objekt überhaupt nicht durch die Zeit bewegen. Licht bewegt sich jedoch durch die Zeit (vielleicht?), Daher muss es nicht seine gesamte Bewegung durch die Raumzeit der Bewegung durch den Raum widmen. Daher scheint die "konstante Geschwindigkeit", mit der sich alles durch die Raumzeit bewegt, in gewissem Sinne schneller als die Lichtgeschwindigkeit zu sein. Wenn es keine möglichen Richtungen durch die Raumzeit gibt, die ein Objekt dazu bringen, sich schneller als Licht durch den Raum zu bewegen, scheint es, dass es eine (Fortsetzung)
Diskontinuität im Bereich möglicher Geschwindigkeiten. Würde das vielleicht bedeuten, dass die Raumzeit quantisiert ist? (Ich bin mir nicht sicher, ob ich mich klarer ausdrücke …)
Danke, ich verstehe jetzt, woher du kommst. Die Zeit wirkt , wie gesagt, im umgekehrten Sinne wie der Raum. Dies führt also tatsächlich zu einer Geschwindigkeitsbegrenzung. Es gibt keine Lücke. @NathanReed hat es erklärt.

Antworten (1)

Diese Analogie basiert auf der 4-Geschwindigkeit , einem Vektor in der Raumzeit, der das dreidimensionale Konzept der Geschwindigkeit verallgemeinert. Die 4-Geschwindigkeit eines Objekts kann definiert werden als D X / D τ , Wo X steht für die 4-dimensionalen Raumzeitkoordinaten des Objekts und τ für seine Eigenzeit (die Zeit, die das Objekt erfährt, wenn es sich bewegt). Für gewöhnliche Objekte hat es immer "Länge" C , die Lichtgeschwindigkeit. Mit „Länge“ meine ich eigentlich das Raumzeitintervall, das mit entgegengesetzten Vorzeichen für Zeit und Raum berechnet wird. Objekte, die sich mit höherer Geschwindigkeit bewegen, haben in diesem Vektor größere Raumkomponenten und daher auch eine größere Zeitkomponente, um eine "Länge" von auszugleichen und beizubehalten C . Die Zeitkomponente ist D T / D τ , dh das Verhältnis von Koordinatenzeit zu Eigenzeit. Wenn dieses Verhältnis größer ist, zeigt dies an, dass die Ortszeit des Objekts relativ zur Koordinatenzeit verlangsamt ist, dh das Objekt erfährt eine Zeitdilatation.

Licht breitet sich so schnell aus, dass die Eigenzeit, die es erfährt, null ist. Leider macht dies die Definition der 4-Geschwindigkeit kaputt, da die Ableitung D X / D τ wäre eine Division durch Null. Wenn ein Objekt auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, wachsen sowohl die Raum- als auch die Zeitkomponente seiner 4-Geschwindigkeit ins Unendliche.

Die Lichtgeschwindigkeit ist also wirklich die universelle Geschwindigkeitsbegrenzung in der Relativitätstheorie. Um schneller zu werden, wäre eine negative Eigenzeit erforderlich, was physikalisch keinen Sinn ergibt. Während Licht nach dir oder mir durch die Zeit reist, hat es keine eigene Zeit, also vergeht sozusagen "aus seiner eigenen Perspektive heraus" keine Zeit.

Nebenbei bemerkt: Der Titel Ihrer Frage hat mich an Folgendes denken lassen, obwohl es in Ihrer Frage nicht wirklich darum geht. Es besteht die theoretische Möglichkeit, dass sich Licht je nach Energie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fortbewegt; dies wird von bestimmten Quantengravitationsmodellen vorhergesagt - die auch die Raumzeit quantisieren. Ihre Frage war also "aus Versehen" ziemlich relevant!

Es wurden einige Beobachtungen an Gammastrahlenausbrüchen durchgeführt, um nach diesem Effekt zu suchen, aber bisher wurden keine schlüssigen Beweise für eine energieabhängige Lichtgeschwindigkeit gesehen. Hier ist ein relativ neuer Blogbeitrag zu diesem Thema, falls Sie mehr lesen möchten.

Könnte Licht langsamer reisen als die "universelle Geschwindigkeitsbegrenzung"? Könnte dies eine Quantisierung der Raumzeit bedeuten?
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