Beste Antwort
Elektronen in Drähten bewegen sich ziemlich langsam. Der Artikel über Driftgeschwindigkeit – Wikipedia erklärt es ziemlich gut und funktioniert anhand eines Beispiels. Die Elektronen in einem typischen Netzkabel bewegen sich mit 23 Mikrometern pro Sekunde oder so. Bei einem Wechselstrom von 60 Hz bewegen sich die Elektronen nur hin und her und bewegen sich ermüdende 0,2 Mikrometer in jede Richtung, bevor sie sich umdrehen.
Elektronen in Vakuumröhren und Teilchenbeschleunigern bewegen sich viel schneller. Hier ist ein Artikel darüber Die Geschwindigkeit von Elektronen Selbst bei einer Beschleunigungsspannung von etwa 100 Volt erreichen die Elektronen im Vakuum bis zu 1\% der Lichtgeschwindigkeit oder so, und Teilchenbeschleuniger können sie nahe an die Lichtgeschwindigkeit bringen.
Antwort
Kurze Antwort: Weil das Universum die Kausalität bewahren muss.
Um zu verstehen, warum die Lichtgeschwindigkeit nicht gebrochen werden kann, müssen wir zuerst die wahre physikalische Bedeutung des Begriffs „Lichtgeschwindigkeit“ verstehen. Es ist in der Tat irreführend, es „Lichtgeschwindigkeit“ zu nennen, weil die maximale Geschwindigkeit im Universum eigentlich nichts mit Licht zu tun hat. Es ist einfach so passiert, dass Licht das erste war, was wir Menschen entdeckten, um mit dieser kosmischen Höchstgeschwindigkeit zu reisen. Wir wissen jetzt, dass sich Schwerkraft und starke Kernkraft ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit ausbreiten. Ein besserer Name für die Geschwindigkeit, die wir als Lichtgeschwindigkeit beobachten, wäre „Geschwindigkeit der Kausalität“. Dies ist die maximale Geschwindigkeit, mit der ein Effekt aus seiner Ursache erzeugt werden kann. Alle Ereignisse im Universum werden von den fundamentalen Kräften der Natur bestimmt. Photonen, Gravitonen und Gluonen, die die jeweiligen masselosen Kraftträger von Licht, Schwerkraft und starker Kernkraft sind, bewegen sich alle mit der Geschwindigkeit der Kausalität. Die schwache Kernkraft mit zwei massiven Kraftträgern, den W- und Z-Bosonen, breitet sich tatsächlich unter der Lichtgeschwindigkeit aus.
An diesem Punkt sollten die Dinge ziemlich klar geworden sein: Nichts, was kausal verbunden ist, kann sich schneller fortbewegen oder geschehen als die fundamentalen Kräfte der Natur selbst, weil alles andere ein Ergebnis dieser Kräfte ist. Ein Effekt kann erst nach seiner Ursache auftreten. In unserem Universum nimmt die maximale Geschwindigkeit, mit der sich die Kausalität entfalten kann, den Wert an, den wir als Lichtgeschwindigkeit beobachten. In anderen Universen kann die Geschwindigkeit der Kausalität viel schneller oder viel langsamer sein. Diese Universen würden sich anders verhalten als unsere. Warum muss die Geschwindigkeit der Kausalität eine Obergrenze haben, warum kann sie nicht einfach unendlich sein, fragen Sie? Eine unendliche Geschwindigkeit der Kausalität impliziert, dass eine Wirkung gleichzeitig mit ihrer Ursache auftritt und genau das Konzept der Kausalität selbst verursacht Das Universum hört bei einer unendlichen Lichtgeschwindigkeit auf, Sinn zu machen.
Andererseits gibt es einige nicht kausalitätsgesteuerte Ereignisse, wie die Geschwindigkeit, mit der sich das Universum selbst ausdehnt, sowie das Quantentunneln kann tatsächlich die Lichtgeschwindigkeit überschreiten. Die bloße Ausdehnung des Raumes selbst beinhaltet keine Wechselwirkungen zwischen den fundamentalen Naturkräften. Daher ist die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums nicht an die Geschwindigkeit der Kausalität gebunden und kann tatsächlich ohne a wachsen Grenze. Genau das haben wir beobachtet: Die am weitesten entfernten Galaxien am Rand unseres beobachtbaren Universums scheinen sich alle mit einer Geschwindigkeit von uns zurückzuziehen, die größer ist als die Lichtgeschwindigkeit. Diese offensichtliche Verletzung der Lichtgeschwindigkeitsgrenze wird durch den sich schneller als das Licht ausdehnenden Raum verursacht, der die Galaxien wegträgt, nicht durch die Galaxien selbst, die sich superluminal bewegen. Diese Galaxien haben sich dadurch kausal von uns getrennt.