为什么由介电常数和磁导率导出的C值是通用速度的极限?

时间:2021-02-09 08:46:00   作者:
事实上,现在我们有了一个多世纪的后见之明,情况正好相反。

我们生活在一个因果结构的宇宙中。这意味着,无论谁在看,事件的因果关系都保留了下来:对于所有参照系中的所有观察者来说,因先于果,果继因。

用数学将其编纂成书,我们最终得到一个宇宙,在这个宇宙中存在一个对所有观察者都相同的宇宙速度。有因果关系的事件是通过以这个速度或小于这个速度的运动联系起来的。不同的观测器参照系通过数学变换相互联系,使宇宙速度保持不变。

进入我们的现代物质理论,量子场论。量子场可能有也可能没有一种自能,这种自能在我们看来是质量,特别是与量子场相关的粒子的质量。如果量子场是无质量的量子场,那么相关粒子必然以宇宙速度在真空中运动。否则,它的慢。

电磁学就是这样一个量子场。像电磁这样的场的最一般形式是所谓的麦克斯韦-普罗卡场,它包含了大量光子的可能性。

当我们测量我们周围宇宙中的电磁时,我们发现光子要么是无质量的,要么几乎是无质量的。伴生理论是麦克斯韦-普罗卡理论的特例,即麦克斯韦最初的无质量电磁理论。在这个理论中,真空中的解是以宇宙速度传播的平面波;相关的量子粒子,光子,是无质量的以宇宙速度运动的粒子。

该理论的关键参数,所谓的精细结构常数,结合宇宙速度,定义了真空关于麦克斯韦场的两种三维表现形式的测量性质,即场的电磁分量。这就是真空的介电常数和磁导率。

当然,从历史上看,事情并不是这样发展的。麦克斯韦的理论首先出现;接下来是它对独立于观察者的速度的预测;相对论是一种解释;而麦克斯韦-普罗卡理论,更不用说量子场论,在几十年后才出现。由于这些历史原因,我们称宇宙速度为光速(真空)。
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