Lichtgeschwindigkeit

Lichtgeschwindigkeit bezeichnet die Geschwindigkeit, mit der Licht im Vakuum propagiert. In der Physik wird sie üblicherweise mit dem Symbol c dargestellt und als universelle Konstante angesehen. Die Lichtgeschwindigkeit ist auch die Grenzgeschwindigkeit, mit der Informationen und Materie sich ausbreiten können, und sie spielt eine zentrale Rolle in der Speziellen Relativitätstheorie, die die Struktur von Raum und Zeit festlegt.

Der seit 1983 exakt definierte Wert von c beträgt 299.792.458 Meter pro Sekunde im Vakuum. In anderen Medien breitet sich Licht langsamer aus; die Geschwindigkeit ist v = c/n, wobei n der Brechungsindex des Mediums ist. Die Phasen- oder Gruppengeschwindigkeit kann in bestimmten Materialien andere Werte annehmen, aber keine Information kann schneller als c übertragen werden.

In den Maxwell-Gleichungen verbindet c die Eigenschaften elektrischer und magnetischer Felder, wodurch elektromagnetische Wellen im Vakuum mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit c auftreten. Die Konstante c ist außerdem eng mit der Raumzeit-Struktur der Relativität verbunden; sie bleibt unverändert, unabhängig von der Bewegung der Quelle oder des Beobachters.

Objekte mit Ruhemasse können die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum nicht erreichen; dafür wäre unendliche Energie erforderlich. Theoretische Konzepte wie Tachyonen bleiben spekulativ und bislang unbelegt. Die Lichtgeschwindigkeit dient damit sowohl als physikalische Größenordnung als auch als fundamentale Grenze der Physik.