Ljushastighet

Ljushastighet, ofta betecknad som c, är hastigheten hos elektromagnetisk strålning i vakuum. Den är en grundläggande konstant i fysiken och används bland annat som den universella spännvidd för information och energi i speciell relativitet. I vakuum är ljushastigheten exakt 299 792 458 meter per sekund. Sedan 1983 är en meter definierad som avståndet som ljuset tillryggalägger i vakuum under en tidsperiod av 1/299 792 458 av en sekund, vilket gör ljushastigheten till en exakt konstant och metern en definierad enhet.

Egenskaper och betydelse. Ljushastigheten är konstant och likaviktig i alla inertialsystem enligt speciell relativitet, vilket ger upphov till relationer som tidsdilation och längdkontraktion via faktorn γ = 1/√(1−v²/c²). Ljushastigheten fungerar som den högsta möjliga hastigheten för information och materia med vilkas massa överföring som inte kan överträffas enligt nuvarande fysik. Ljusbärande partiklar utan vilomassa, som fotoner, färdas i vakuum med hastigheten c. I medier ändras hastigheten till v = c/n, där n är mediets refraktionsindex; ljuset färdas alltså långsammare i material än i vakuum (även om faserna och grupphastigheterna kan uppvisa mer komplexa beteenden).

Historik och tillämpningar. Forskning om ljushastighetens värde går tillbaka till astronomiska observationer av planeternas månars banor och experiment som Fizeau och Michelson bidrog till. Efter definitionen 1983 används c som central referens i SI-enheterna och som teoretiskt fundament i relativitetsteorier, optik och modern fysik. Ljushastigheten sammanfattar därmed ett av fysikens mest grundläggande begrepp.