Suponemos que la velocidad de la luz en el vacío es su velocidad máxima, pero ¿no podemos suponer que podría ser más rápida o más lenta?
La luz puede ser tratada como una onda electromagnética. Los campos eléctricos y magnéticos tienen algunas propiedades: si el campo eléctrico cambia, aparece el campo magnético, si cambia el campo magnético, aparece el campo eléctrico. Hay fórmulas matemáticas precisas que describen estas leyes (leyes de Maxwell). Hay algunas constantes en estas fórmulas que dependen de las propiedades de la sustancia circundante. Una consecuencia de estas fórmulas matemáticas es que pueden existir campos eléctricos y magnéticos sin carga y propagarse con una velocidad constante que depende de las constantes de las fórmulas.
Si las propiedades de la sustancia circundante son diferentes, las constantes en las leyes de Maxwell son diferentes, las ondas electromagnéticas se propagan con diferente velocidad.
Las propiedades del vacío son las mismas en todas partes. (Por qué, es una pregunta diferente, no lo sé). Entonces, la velocidad de la luz en el vacío es constante en todas partes.
En alguna sustancia, la luz puede propagarse más lentamente que la velocidad de la luz en el vacío. . Pero no más rápido. Es una consecuencia de la teoría de la relatividad especial.
La teoría de la teoría de la relatividad especial establece que el tiempo y el espacio no son independientes. Si hay dos eventos, no siempre es posible saber cuál sucedió antes. Puede suceder que en un marco de referencia el primer evento haya sucedido antes, en algún otro marco de referencia, el otro sucedió antes. Las fórmulas que traducen el tiempo y las coordenadas de algún evento en un marco de referencia al tiempo y las coordenadas en otro marco de referencia contienen alguna velocidad constante . ¿Sería posible enviar información más rápido que también sería posible transmitir información entre varias estaciones A -> B -> C -> A para que A reciba la información antes de enviarla. Máquinas del tiempo como esta traerían diversas paradojas, por lo que moverse más rápido que esa velocidad de las fórmulas de la relatividad especial no es posible.
¿Por qué la velocidad de la luz en el vacío y la constante de las fórmulas de la relatividad especial son lo mismo: es otra pregunta separada.
Solíamos pensar que podía. Los experimentos demostraron que eso estaba mal.
En el siglo XIX, se creía ampliamente que la luz, al ser similar a una onda, debe propagarse a través de un medio que impregna el universo, al igual que las ondas de sonido se propagan a través del aire. Este medio hipotético fue llamado "éter luminífero" .
Se realizaron muchos experimentos para probar la existencia del éter y, en particular, para responder a una pregunta importante: ¿el éter está estacionario o es arrastrado por la materia en movimiento? El más famoso de estos experimentos fue el experimento de Michelson-Morley , que intentó detectar el movimiento de la Tierra a través del éter estacionario, comparando la velocidad de la luz en haces paralelos y perpendiculares a este movimiento.
Sin embargo, el experimento no produjo el resultado esperado y, de hecho, todos los experimentos con éter llevaron a una extraña conclusión: la velocidad de la luz parecía ser siempre la misma, independientemente del movimiento de la fuente de luz, el observador y el camino recorrido por la luz. Con el tiempo, esto llevó a Einstein a formular su teoría de la relatividad y al abandono de la teoría del éter.