Perché la velocità della luce?

Che cosa c'è di così speciale luce che la sua velocità dovrebbe figurare nella struttura di base dello spazio e del tempo e la nostra realtà? This is the question that has nagged many scientists ever since Albert Einstein published On the Electrodynamics of Moving Bodies about 100 years ago.

In order to understand the specialness of light in our space and time, we need to study how we perceive the world around us and how reality is created in our brains. We perceive our world using our senses. The sensory signals that our senses collect are then relayed to our brains. Il cervello crea un modello cognitivo, una rappresentazione degli ingressi sensoriali, e la presenta alla nostra consapevolezza cosciente come realtà. Our visual reality consists of space much like our auditory world is made up of sounds.

Just as sounds are a perceptual experience rather than a fundamental property of the physical reality, spazio è anche un'esperienza, o una rappresentazione cognitiva degli input visivi, Non un aspetto fondamentale “the world” our senses are trying to sense.

Spazio e tempo insieme formano ciò che la fisica considera la base della realtà. The only way we can understand the limitations in our reality is by studying the limitations in our senses themselves.

Ad un livello fondamentale, come fanno i nostri sensi funzionano? Il nostro senso della vista funziona utilizzando la luce, e l'interazione fondamentale coinvolta in vista cade nella elettromagnetica (IN) categoria perché la luce (o fotoni) è l'intermediario di interazioni EM. The exclusivity of EM interaction is not limited to our the long range sense of sight; all the short range senses (toccare, gusto, olfatto e l'udito) sono anche EM in natura. Per capire i limiti della nostra percezione dello spazio, Non abbiamo bisogno di evidenziare la natura EM di tutti i nostri sensi. Lo spazio è, nell'insieme, il risultato del nostro senso di vista. Ma vale la pena di tenere a mente che non avremmo sensing, e in effetti nessuna realtà, in assenza di interazioni EM.

Come i nostri sensi, tutte le nostre estensioni tecnologiche ai nostri sensi (quali radiotelescopi, microscopi elettronici, redshift measurements and even gravitational lensing) utilizzare interazioni EM esclusivamente per misurare il nostro universo. Così, non possiamo sfuggire ai vincoli di base della nostra percezione, anche quando usiamo strumenti moderni. Il telescopio Hubble può vedere un miliardo di anni luce più lontano di quanto i nostri occhi nudo, ma ciò che vede è ancora un miliardo di anni più vecchio di quello che i nostri occhi vedono. Our perceived reality, se costruito su input sensoriali diretti o tecnologicamente avanzato, is a subset of electromagnetic particles and interactions only. It is a projection of EM particles and interactions into our sensory and cognitive space, a possibly imperfect projection.

This statement about the exclusivity of EM interactions in our perceived reality is often met with a bit of skepticism, mainly due to a misconception that we can sense gravity directly. Questa confusione nasce dal fatto che i nostri corpi sono soggetti alla forza di gravità. C'è una sottile distinzione tra “essere soggetto a” e “essendo in grado di percepire” forza gravitazionale.

This difference is illustrated by a simple thought experiment: Imagine a human subject placed in front of an object made entirely of cosmological dark matter. There is no other visible matter anywhere the subject can see it. Given that the dark matter exerts gravitational force on the subject, will he be able to sense its presence? He will be pulled toward it, but how will he know that he is being pulled or that he is moving? He can possibly design some mechanical contraption to detect the gravity of the dark matter object. But then he will be sensing the effect of gravity on some matter using EM interactions. Per esempio, he may be able to see his unexplained acceleration (effect of gravity on his body, which is EM matter) with respect to reference objects such as stars. But the sensing part here (seeing the stars) involves EM interactions.

It is impossible to design any mechanical contraption to detect gravity that is devoid of EM matter. The gravity sensing in our ears again measures the effect of gravity on EM matter. In assenza di interazione EM, è impossibile rilevare gravità, o qualsiasi altra cosa per quella materia.

Electromagnetic interactions are responsible for our sensory inputs. Sensory perception leads to our brain’s representation that we call reality. Any limitation in this chain leads to a corresponding limitation in our sense of reality. One limitation in the chain from senses to reality is the finite speed of photon, che è il bosone di gauge dei nostri sensi. La velocità finita delle influenze senso di modalità e distorce la nostra percezione del movimento, spazio e tempo. Poiché queste distorsioni sono percepiti come parte della nostra realtà stessa, la causa principale della distorsione diventa una proprietà fondamentale della nostra realtà. This is how the speed of light becomes such an important constant in our space time. The sanctity of light is respected only in our perceived reality.

If we trust the imperfect perception and try to describe what we sense at cosmological scales, we end up with views of the world such as the big bang theory in modern cosmology and the general and special theories of relativity. These theories are not wrong, and the purpose of this book is not to prove them wrong, just to point out that they are descriptions of a perceived reality. They do not describe the physical causes behind the sensory inputs. The physical causes belong to an absolute reality beyond our senses.

The distinction between the absolute reality and our perception of it can be further developed and applied to certain specific astrophysical e cosmological phenomena. When it comes to the physics that happens well beyond our sensory ranges, dobbiamo veramente prendere in considerazione il ruolo che la nostra percezione e il gioco cognizione di vederli. The universe as we see it is only a cognitive model created out of the photons falling on our retina or on the photo sensors of the Hubble telescope. A causa della velocità finita del vettore di informazioni (cioè fotoni), la nostra percezione è distorta in modo tale da darci l'impressione che lo spazio e il tempo obbediscono relatività speciale. Fanno, ma spazio e tempo non sono la realtà assoluta. They are only a part of the unreal universe that is our perception of an unknowable reality.

[This again is an edited excerpt from my book, L'Unreal Universe.]

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