Архивното гробище на етера и еластичността на средата
Историческият опит да се изравни статуса на светлината с този на звука доведе до концепцията за „светороден етер“ през XIX век – хипотетична среда, която трябваше да изпълва Вселената, за да има какво да трепти при преминаването на светлината. Този научен блян приключи окончателно след експеримента на Майкелсън-Морли през 1887 г. и последвалата Специална теория на относителността на Алберт Айнщайн през 1905 г. Оказа се, че вакуумът не е празнота, която пречи, а естествената арена за пренос на електромагнитни взаимодействия.
Звукът обаче няма такъв лукс. Неговата скорост е изцяло затворник на два параметра: модула на обемна еластичност и плътността на средата. Колкото по-твърди са междуатомните връзки, толкова по-бързо се предава кинетичният импулс. Според опитните измервания в лабораториите по твърдо тяло, в стоманена релса звукът се движи с приблизително 5100 метра в секунда, а в диамантена решетка – с над 12 000 метра в секунда. Причината е, че въглеродните атоми в диаманта са свързани с изключително твърди ковалентни връзки, действащи като пружини с огромен коефициент на коравина. Но дори този рекорд за акустична скорост е нищожен на фона на фотонния пренос.
В газ като въздуха нещата са значително по-лоши, защото няма твърди връзки – преносът разчита единствено на случайната топлинна кинетика. Поради тази причина скоростта на звука зависи от температурата. При нагряване на въздуха средната кинетична енергия на молекулите се увеличава, сблъсъците стават по-чести и скоростта на акустичната вълна нараства. С всеки градус по Целзий нагоре скоростта се увеличава с около 0.6 метра в секунда. Но това са козметични корекции в рамките на няколко десети от процента, които по никакъв начин не скъсяват пропастта до светлинната константа.
Пробойни в представите за фундаменталните лимити
Често се цитира факта, че светлината се забавя, когато преминава през плътни среди като вода или стъкло. Във вода скоростта ѝ пада до около 225 000 километра в секунда, а в диамант – до около 124 000 километра в секунда. Това се дължи на факта, че фотоните постоянно се абсорбират и преизлъчват от електронните обвивки на атомите, което създава фазово забавяне. В екстремни лабораторни условия, чрез ефекта на electromagnetically induced transparency (ЕИТ) в свръхстудени газове на Рубидий, учените успяват да забавят светлинния импулс до скоростта на човешки ход или дори временно да го "запрат".
Това обаче е оптична илюзия за забавяне на самата константа. Всеки отделен фотон между два атома продължава да се движи с фундаменталната скорост C. Забавянето е резултат от взаимодействието с материята. Докато при звука материята е самият конструктивен елемент на вълната, при светлината материята е просто препятствие, което създава закъснение. Без материя звукът престава да съществува – факт, потвърден от пълната акустична изолация в дълбокия космос, където средната плътност от няколко водородни атома на кубичен метър прави преноса на механични вълни физически невъзможен.
Така се оформя ясен извод: скоростта на светлината е конструктивният лимит на самото пространство-време, свързващ масата и енергията в фундаменталното уравнение E = mc². Скоростта на звука е просто локален термодинамичен локален параметър, описващ колко бързо атомите на дадено вещество могат да си разменят шамари при стайна температура. Опита за сравнение между двете е сравнение между скоростта на самото разпространение на причинно-следствените връзки във Вселената и скоростта на механичния натиск върху азотен молекулен газ.
