¿Por qué la relatividad especial limita la velocidad a la que la materia o la radiación pueden moverse a través del espacio (pero, por ejemplo, no limitan la velocidad a la que el espacio puede expandirse)? ¿Se deriva de los postulados de la relatividad especial, la relatividad general, o se postula?

Técnicamente, el límite fundamental de velocidad está limitado a la velocidad de la luz por el postulado en la teoría especial de la relatividad. La teoría general de la relatividad se basa en los resultados de la relatividad especial. Todos los resultados que ha escuchado que provienen de la relatividad comienzan con los dos postulados simples.
1) La velocidad de la luz en el vacío es la misma en todos los marcos inerciales.
2) Las leyes de la naturaleza son las mismas en todos los marcos de referencia inerciales.
A partir de estos dos postulados, Einstein describió bellamente cómo todas las formas de energía tienen masa. Y cuando dijo que todo tiene una velocidad menor o igual que la velocidad de la luz, se refería a cosas como las cosas con masa. La materia y la radiación tienen masa. Pero el espacio no es una “cosa”, no tiene masa.

Ahora preguntaste si está postulado. Si se refería al postulado “La velocidad de la luz en el vacío es la misma en todos los marcos inerciales”, tiene la respuesta. Este no fue un solo postulado de gran paso. Llegó después de años de encontrar la velocidad del “éter” a la que se podía medir el movimiento absoluto. Puede buscar en Google “Ether” y “Michelson-Morley experiment”.

La relatividad especial comienza con la noción de que la velocidad de la luz es la misma para todos. Eso requiere que el tiempo se ralentice, las longitudes se acorten y la masa aumente de acuerdo con el factor de escala de sqrt (1 – v ^ 2 / c ^ 2)
Que aparece como un divisor para la masa relativista

M = masa en reposo / sqrt (1 – v ^ 2 / c ^ 2)

v = velocidad de un cuerpo en movimiento
c = velocidad de la luz

Esta expresión explota cuando v-> c

Lo que significa que se necesita más y más energía para el siguiente bit incremental de velocidad.

Einstein creó la relatividad general porque la ley de gravitación de Newton no es consistente con la relatividad especial.

Limita la velocidad dentro del espacio-tiempo, pero fuera de él, qué tan rápido se expande el espacio-tiempo, no tiene límites, porque no tiene restricciones.

Y no, no se postula, de GR proviene naturalmente de la acción de Hilbert, le dice que hay una especie de límite de velocidad, pero solo nuestras observaciones nos dicen que esta velocidad es la velocidad de la luz.

La relatividad especial describe cómo la velocidad desaparece, no en general. La expansión del espacio es parte de GR no SR, y no es una velocidad en el mismo sentido. Tampoco es un postulado, es una observación.

Bueno, técnicamente, la relatividad general y la relatividad especial en realidad no limitan nada. Son la descripción de cómo se desarrollan los límites aparentes en la naturaleza. Pero, es probable que haya un limitador físico subyacente a la velocidad de la luz.

Supongo que el espacio-tiempo está hecho de algo que limita la velocidad de la materia a través de sí misma. Actualmente no tenemos una manera de detectar el espacio-tiempo para ver de qué está hecho o cómo interactúan la materia, pero me gusta imaginar que el espacio-tiempo es algo así como una rejilla o red irrompible en la que reside toda la materia. .

Como el espacio-tiempo es una especie de contenedor en el que se encuentra la materia, es posible que no tenga un límite de velocidad propio. O tal vez solo esté limitado por la rapidez con que se podría inyectar algún tipo de energía exótica (¿energía oscura?). Alternativamente, podría expandirse a otro reino desde una especie de efecto de vacío.

Saber la razón exacta está más allá de nuestras capacidades tecnológicas, por ahora.