Melhor resposta
Os elétrons nos fios viajam muito lentamente. O artigo sobre Velocidade de deriva – Wikipedia explica muito bem e funciona como um exemplo. Elétrons em seu cabo de alimentação típico estão viajando a 23 mícrons por segundo ou mais ou menos. Com uma corrente CA de 60 Hz, os elétrons apenas se movem para frente e para trás, viajando cansativos 0,2 mícron em cada sentido antes de girar.
Elétrons em tubos de vácuo e aceleradores de partículas viajam muito mais rapidamente. Aqui está um artigo sobre isso A velocidade dos elétrons Mesmo com uma tensão de aceleração de 100 volts ou mais, os elétrons no vácuo chegam a 1\% da velocidade da luz ou então, e os aceleradores de partículas podem levá-los a aproximar-se da velocidade da luz.
Resposta
Resposta curta: porque o universo tem que preservar a causalidade.
Para entender por que a velocidade da luz não pode ser quebrada, precisamos primeiro entender o verdadeiro significado físico do conceito “velocidade da luz”. Na verdade, é enganoso chamá-la de “velocidade da luz”, porque a velocidade máxima no universo na verdade não tem nada a ver com a luz. Acontece que a luz foi a primeira coisa que nós, humanos, descobrimos a viajar nesta velocidade cósmica máxima. Agora sabemos que a gravidade e a força nuclear forte também se propagam na mesma velocidade. Um nome melhor para a velocidade que observamos como velocidade da luz seria “velocidade de causalidade”. Esta é a velocidade máxima na qual um efeito pode ser gerado a partir de sua causa. Todos os eventos no universo são governados pelas forças fundamentais da natureza. Fótons, grávitons e glúons, sendo os respectivos portadores de força sem massa de luz, gravidade e força nuclear forte, todos viajam à velocidade da causalidade. A força nuclear fraca, tendo dois portadores de força massivos, os bósons W e Z, na verdade se propaga abaixo da velocidade da luz.
Neste ponto, as coisas deveriam ter ficado bem claras: nada conectado causalmente pode viajar ou acontecer mais rápido do que as próprias forças fundamentais da natureza, porque tudo o mais é resultado dessas forças. Um efeito só pode acontecer após sua causa. Em nosso universo, a velocidade máxima na qual a causalidade pode se desenvolver assume o valor que observamos como a velocidade da luz. Em outros universos, a velocidade de causalidade pode ser muito mais rápida ou muito mais lenta. Esses universos se comportariam de maneira diferente do nosso. Por que a velocidade da causalidade tem que ter um limite superior, por que não pode ser simplesmente infinita, você pergunta? Ter uma velocidade infinita de causalidade implica que um efeito acontecerá simultaneamente com sua causa, fazendo com que o próprio conceito de causalidade quebrar. O universo para de fazer sentido a uma velocidade infinita da luz.
Por outro lado, alguns eventos não governados por causalidade, como a velocidade com que o próprio universo se expande, bem como o tunelamento quântico , pode de fato exceder a velocidade da luz. A própria expansão do espaço em si não envolve nenhuma interação entre as forças fundamentais da natureza. Portanto, a velocidade de expansão do universo não é limitada pela velocidade da causalidade e pode de fato crescer sem um limite. Isso é precisamente o que observamos: as galáxias mais distantes na borda de nosso universo observável parecem estar se afastando de nós a velocidades maiores do que a velocidade da luz. Esta aparente violação do limite de velocidade da luz é causada pela expansão do espaço mais rápido que a luz levando as galáxias para longe, e não as próprias galáxias se movendo superluminais. Como resultado, essas galáxias ficaram causalmente desconectadas de nós.