¿Cómo supimos que la velocidad de la luz es la velocidad más rápida que podemos lograr?

Ni siquiera podemos alcanzar esa velocidad.

Einstein demostró que la energía y la masa son intercambiables en su famosa ecuación E = mc². Multiplique su masa de descanso por la velocidad de la luz al cuadrado, y obtendrá su equivalencia energética.

Si comienzas a moverte, ganas energía cinética. Su contenido energético sube. Pero como la energía y la masa son intercambiables, su equivalencia en masa también aumenta. Eres un poco más masivo cuando corres que cuando te quedas quieto, pero la diferencia es minúscula e imperceptible a velocidades “normales”.

Sin embargo, debido a que tiene una pequeña cantidad extra de masa, se necesita una pequeña cantidad extra de energía para acelerarlo aún más. Y cuando aceleras, tu energía cinética, y por lo tanto tu equivalencia de masa, aumentará. Puedes ver el patrón en desarrollo, ¿verdad? Cuanto más rápido vayas, más energía tienes. Cuanta más energía tenga, más equivalencia de masa tendrá. Cuanta más masa tenga, más energía se necesita para acelerarlo más rápido.

A cierta velocidad, la cantidad de equivalencia de masa, y por lo tanto la energía requerida para acelerarlo, crece fuera de control y se acerca al infinito. Esa velocidad es la velocidad de la luz. A 299,792,458 metros por segundo, su masa literalmente se volvería infinita, al igual que la cantidad de energía requerida para acelerarlo a esa velocidad. Dado que hay energía finita disponible en el Universo Observable, simplemente no puedes extraer suficiente energía para alcanzar la velocidad de la luz, no importa cuánto lo intentes.

La luz en sí misma no tiene masa, por lo que no se le impide viajar a esa velocidad. De hecho, la velocidad de la luz es la única velocidad a la que la luz puede viajar a través del vacío.

Como se ha mencionado en las otras respuestas, la magnitud de la velocidad de los objetos con masa está limitada por [matemáticas] v

Esta velocidad no es específica de la luz, pero es una constante fundamental en cómo se construye la realidad.

Fue a través de su formulación para las ecuaciones del electromagnetismo clásico que James Clerk Maxwell dedujo la velocidad a la que las ondas electromagnéticas deben viajar a través del vacío.

En esta etapa, él no sabía que la luz era tal onda y solo después de que esta velocidad teóricamente derivada se comparó con las mediciones experimentales de la velocidad de la luz, los físicos sabían que la luz era una onda electromagnética.

Esta velocidad derivada apareció como una constante en la ecuación de onda (que describe cómo los campos eléctricos y magnéticos oscilantes se propagan a través del espacio y el tiempo) y tenía la forma:

[matemáticas] v = \ frac {1} {\ sqrt {\ mu_0 \ epsilon_0}} [/ matemáticas]

Donde [math] \ mu_0 [/ math] es la constante magnética y es una constante física invariante relacionada con la forma en que los campos magnéticos penetran a través de un vacío. De manera similar, [math] \ epsilon_0 [/ math] es otra cantidad invariable llamada permitividad del espacio libre y está relacionada con la forma en que un vacío permite líneas de campo eléctrico.

Sus valores se han definido exactamente a partir de definiciones históricas de unidades de electrostática y son aproximadamente [math] \ mu_0 = 4 \ pi \ times 10 ^ {- 7} NA ^ {- 2} [/ math] y [math] \ epsilon_0 = 8.85 \ por 10 ^ {- 12} F m ^ {- 1} [/ matemática].

Estos proporcionan la velocidad a la que deben viajar las ondas electromagnéticas.

Más tarde, a través de su trabajo sobre relatividad especial, Einstein postuló que esta velocidad era una constante en todos los marcos de referencia y, al hacerlo, se derivó la consecuencia de que era una velocidad máxima.

Toda la evidencia experimental hasta la fecha no ha demostrado lo contrario.

No es. La velocidad más rápida que podemos lograr es menor, ya que la energía en el universo es limitada.

Que la velocidad de la luz es la más rápida se debe a la forma en que se mide la velocidad (desde un observador) y se predice por la teoría de la relatividad general verificada con éxito repetidamente.