Todos "sabemos" que nada puede viajar más rápido que la luz. Sin embargo, si se nos permite modificar las constantes fundamentales de la naturaleza, ¿es teóricamente posible que tal universo pueda existir?
Actualización: me refiero a la velocidad de la luz y el sonido de una manera coloquial (tal vez no debería haberlo hecho, ya que este es un sitio de física). Ejemplo: en una tormenta, escucharíamos el trueno antes de ver el relámpago. (Supongo que la luz permanece sin masa y que el índice de refracción del medio es uno.)
Tenemos que tener cuidado con lo que entendemos por "velocidad de la luz". Puede significar dos cosas: la velocidad a la que viaja la luz, que escribiré como , y la velocidad máxima a la que cualquier cosa puede viajar, que se escribe . En nuestro universo, en un vacío, , hasta donde sabemos.
Ahora, ninguna información se puede transmitir más rápido que , a menos que estemos dispuestos a modificar tanto el universo que ya no obedezca a la relatividad (en cuyo caso probablemente no deberíamos publicar en un sitio de física). La información se puede transmitir por medio del sonido, por lo que es imposible que el sonido viaje más rápido que .
Sin embargo, es posible que la luz viaje más lento que . Incluso en el universo real puedes tener si no estás en un vacío. Si los fotones tuvieran masa, incluso viajarían más despacio que en un aspirador. (Aunque en realidad ya no serían fotones y nos estamos acercando a estar fuera de tema nuevamente). En tales casos, no creo que haya ninguna razón especial por la cual tendría que ser más rápido que la velocidad del sonido. En principio, es posible en nuestro universo, aunque ciertamente no hay ningún material en el que realmente suceda, al menos bajo temperaturas y presiones no extremas.
El sonido es una onda de presión, y la generación de un gradiente de presión requiere que los átomos/moléculas se muevan para crear una diferencia de densidad. Ninguna partícula puede moverse más rápido que la luz, por lo que es imposible crear un gradiente de presión que se propague más rápido que la luz.
El argumento de Nathaniel de que las ondas de sonido podrían viajar más rápido que la luz en un sistema como un condensado de Bose Einstein es ingenioso y verdadero en el sentido de que la luz puede detenerse virtualmente en un BEC. Sin embargo, esto es un poco engañoso ya que la luz no es solo luz en esas condiciones. La luz y el BEC forman un sistema compuesto llamado polaritón y es el polaritón moviéndose más lento que no luz Ciertamente estoy de acuerdo con Nathaniel en que el sonido puede moverse más rápido que un polaritón en las condiciones adecuadas.
Hay un "universo" donde la velocidad del sonido es mayor que la velocidad de la luz (o al menos la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas), y eso es en el interior de los conductores.
En un conductor, la velocidad de la onda EM es
Sí, sé que eso no es lo que significaba el OP, esto no es lo mismo que tener un valor mucho más bajo para . Pero interesante no obstante.
Todos "sabemos" que nada puede viajar más rápido que la luz [...]
Cuando nos referimos a " la velocidad de la luz (en el vacío)" en el contexto de la relatividad , sabemos definitivamente que nos referimos a "velocidad del frente de la señal" ; y las nociones de "señal" y "frente de señal" también se consideran definidas e inequívocas.
[...] un universo donde el sonido viaja más rápido que la luz?
Por " sonido que viaja " seguramente no queremos decir "solo ruido independiente y sin sentido", sino algún tipo específico ("acústico") de transmisión de una señal.
En consecuencia, la "velocidad del sonido" que se refiere a este tipo específico ("acústico") de transmitir una señal debe ser definitivamente menor, o como máximo igual, a la velocidad del frente de la señal que se refiere al frente de la señal correspondiente (todo incluido). .
si se nos permite modificar las constantes fundamentales de la naturaleza
Tenga en cuenta que , es decir, la velocidad del frente de la señal, es una constante distinta de cero puramente formal ; independiente de cualquier elección particular de unidades, como por ejemplo la elección de las unidades SI "m" y "s". Así que no hay nada que " modificar " con esta constante, como cuestión de principio, aparte de la mera formalidad de elegir algún símbolo particular para denotarla.
Observación relacionada con la reciente actualización de OP:
Me refiero a la velocidad de la luz y el sonido de manera coloquial [...]
Por supuesto, no hay forma de responder una pregunta sobre qué coloquialismos podrían usarse en universos alternativos para denotar y expresar cualquier noción física, geométrica y/o relacionada con la causalidad definida e inequívoca subyacente.
Además, he pensado en cómo "se podría mejorar la pregunta OP", o qué expresión de lo que creo que es el punto principal de la presente pregunta que considero generalmente aceptable; y lo expresaría así:
"¿ Cómo determinar la credibilidad de una posible afirmación de "señalización superlumínica"? (PSE/q/145226)" .
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