Warum ist die Geschwindigkeit von Licht begrenzt?

die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist eine Konstante und auf ~299.792.458 Meter pro Sekunde begrenzt.

Erstmal ist die Raumzeit-Struktur ein fundamentales Maß der Lichtgeschwindigkeit (c). Gemäß der Relativitätstheorie würde es unendlich viel Energie erfordern, um ein Objekt mit Masse auf die Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Dies bedeutet, dass nur masselose Teilchen, wie Photonen, sich mit der Lichtgeschwindigkeit bewegen können.

Objekte schneller als das Licht reisen könnten, würden Kausalitätsproblemen herbeiführen, somit wäre die Ursache nach der Wirkung, das wäre im klassischen Sinne paradox.

ergo: Raumzeit-Struktur, Energie, und Kausalität legen die "Geschwindigkeitsbegrenzung" fest....

mfe

Also neben den anderen Antworten, was tatsächlich interessant ist:

Wenn du beispielsweise während du dich nicht bewegst eine Entfernung von Planet A zu Planet B misst (Hier 1 Lichtjahr), würde Licht während du dich nicht bewegst 1 Jahr brauchen.

Warum ist Lichtgeschwindigkeit aber begrenzt wenn du immer mehr und mehr Energie reinsteckst. Und hier passiert was faszinierendes: Je schneller du dich bewegst desto mehr zieht sich für dich das Universum zusammen. Bewegst du dich aber mit nahe Lichtgeschwindigkeit 1 Lichtjahr weit, scheinst du für einen Beobachter der sich nicht bewegt ein Jahr gebraucht zu haben. Für dich selbst kann das aber nur wenige Monate, Tage sogar Stunden gedauert haben, je schneller du dich bewegst. Der Raum zieht sich für dich zusammen, und für Beobachter ziehst du dich zusammen.

Warum — das ist doch völlig unbekannt. Man kann beobachten, messen, dass dem so ist. Warum sich der Raum in dem "Alles" ist, sich nicht an diese "Regel" hält, ist letztlich doch auch unbekannt.

Viele der bisherigen Antworten zeigen, was man bislang beobachten kann, doch warum das eben so ist, kann doch niemand ursächlich erklären.

Dass Lichtgeschwindigkeit immer gleich ist, siehe Taschenlampenlicht in fahrender Bahn und stehendem Beobachter neben dem Bahngleis, ist letztlich ein unbegreifliches, jeder sonstigen "Lebenserfahrung" widersprechendes Phänomen.

Die sogenannte Lichtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der Realität sich ausbreitet. Nichts was Ruhemasse* hat kann diese Geschwindigkeit erreichen, und nur weil Photonen keine Ruhemasse haben, haben sie diese Geschwindigkeit, daher der Name.

Der Name kommt auch daher, dass man früher glaubte, das Licht brauche ein Medium, in dem sich elektromagnetische Wellen ausbreiten (so wie Schallwellen in Luft), den sog. Äther. Die Frage, woran dieser Äther räumlich festgemacht sei, führte zum Michelson-Morley Experiment, bei dem eigentlich erwartet wurde, dass mit der Geschwindigkeit der Erde durch den Äther unterschiedliche Geschwindigkeiten des Lichts in unterschiedliche Richtungen gemessen würden. Überraschung: kein Unterschied, also kein Äther (es sei denn er würde zufällig ausgerechnet an der Erde festgemacht sein). Daraus geht nicht nur hervor, dass es keinen Äther gibt, sondern dass diese Geschwindigkeit eine in allen Inertialsystemen gleiche Naturkonstante und damit nicht überholbar ist, denn wenn man versucht den Strahl einer Taschenlampe mit dem Auto zu überholen, ist er relativ zum Auto genauso schnell wie relativ zur Taschenlampe.

Erst hier setzt die spezielle Relativitätstheorie an, die mit recht einfacher Mathematik (Lorentz-Transformationen) darlegt, was das für Auswirkungen auf Zeiten und Längen (und auch die kinetische Energie*) in bewegten Systemen hat.

*) Kinetische Energie von Objekten mit Ruhemasse enthält einen Term der Lorentz-Transformation wie Zeiten und Längen. Wenn man ein Fahrzeug in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, geht mit wachsender Geschwindigkeit ein immer größerer Anteil der zugeführten Energie in immer weniger Geschwindigkeitszuwachs und lässt für den äußeren Beobachter das Fahrzeug immer träger erscheinen - die Lichtgeschwindigkeit wird nie erreicht.

Ich glaube nicht, dass man das weiß oder herausfinden kann. Natürlich kann man zu dem Schluss gelangen, dass die endliche Lichtgeschwindigkeit aus anderen Naturgesetzen und -konstanten herleitbar ist. Dann stellt sich die Frage, warum diese Gesetze so und nicht anders sind. Möglicherweise kann man andere hypothetische Universen konstruieren, in denen völlig andere Naturgesetze gelten. Das kann ich nicht beurteilen. Dass Gott gesagt haben sollte „Es werde Licht und es habe im Vakuum eine Geschwindigkeit von 299792458 Metern pro Sekunde“ löst das Problem natürlich auch nicht. Möglicherweise kommen Theoretiker eines Tages auf eine überzeugende Lösung. Dann ist natürlich die Frage, ob ein Laie die versteht.