Por que a velocidade da luz é um número finito no vácuo?

Passo 1

Beleza, vamos responder essa pergunta: “Por que a velocidade da luz é um número finito no vácuo?”. Aqui, vamos explorar conceitos de física eletromagnética para entender por que a luz não viaja instantaneamente, mesmo no vácuo. Vamos precisar entender como as propriedades do espaço influenciam a velocidade da luz.

Passo 2

Primeiro, é importante saber que a luz é uma onda eletromagnética. Isso significa que ela é composta por campos elétricos e magnéticos que se propagam pelo espaço. Essas ondas são descritas pelas Equações de Maxwell, que são fundamentais na eletricidade e magnetismo.

Passo 3

As Equações de Maxwell mostram que a velocidade da luz depende de duas propriedades do vácuo: a permissividade elétrica e a permeabilidade magnética . A fórmula que relaciona esses valores é:

Passo 4

Agora, vamos entender o que são e . A permissividade elétrica mede o quanto o vácuo permite a formação de campos elétricos. Já a permeabilidade magnética mede o quanto o vácuo permite a formação de campos magnéticos.

Passo 5

Esses valores não são infinitos; eles têm valores específicos que são propriedades fundamentais do espaço. Por exemplo:

Passo 6

Quando substituímos e na fórmula da velocidade da luz, obtemos:
Isso mostra que a velocidade da luz é finita porque e são valores finitos que caracterizam o vácuo.

Passo 7

Além disso, a teoria da relatividade especial de Einstein reforça que a velocidade da luz no vácuo é um limite superior para a velocidade de qualquer objeto com massa, o que também contribui para entender por que é finito.

Resposta

A velocidade da luz no vácuo é um número finito porque é determinada pelas propriedades fundamentais do espaço, especificamente pela permissividade elétrica e permeabilidade magnética , conforme descrito pelas Equações de Maxwell, resultando em .

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