Velocidade da luz

A velocidade da luz no vácuo, simbolizada pela letra c, é, por definição, igual a 299 792 458 metros por segundo. O símbolo c origina-se do latim celeritas, que significa velocidade ou rapidez. A velocidade da luz em um meio material transparente, tal como o vidro ou o ar, é menor que c, sendo a fração função do índice de refração do meio.
A unidade fundamental do Sistema Internacional de Unidades (SI) para comprimentos, o metro, é

 

definida desde 21 de outubro de 1983 como a distância que a luz viaja no vácuo em 1/299 792 458 do segundo. Sendo assim, a definição do metro passou a ser dependente da velocidade da luz, numa inversão do que havia anteriormente. Assim, qualquer mudança na definição do correspondente numérico da velocidade da luz modificaria a definição do metro, ao passo que eventuais novos cálculos da velocidade da luz poderiam, ao invés de mudar o valor numérico do "c", modificar a medida do metro.

Papel fundamental na física

A velocidade a que as ondas de luz se propagam no vácuo é independente tanto do movimento da fonte de onda quanto do referencial inercial do observador, de modo que a velocidade da luz emitida por uma fonte em alta velocidade é a mesma que a de outra fonte estacionária. No entanto, a frequência da luz (que define a cor) e a energia pode depender de movimento da fonte relativo ao observador, devido ao efeito Doppler relativístico. Todos os observadores que medem a velocidade da luz no vácuo chegam ao mesmo resultado. Essa invariância da velocidade da luz foi postulada por Einstein em 1905, motivado pela teoria de Maxwell do eletromagnetismo e a falta de evidências para suportar o éter luminífero; e desde então tem sido consistentemente confirmado por diversos experimentos. Somente é possível verificar experimentalmente que a velocidade da luz de ida e volta (por exemplo, de uma fonte para um espelho e então de volta) independe do referencial, porque é impossível medir a velocidade de ida da luz (por exemplo, de uma fonte para um detector distante) sem uma convenção sobre como os relógios na fonte e no detector devem ser sincronizados. No entanto, adotando a sincronização de Einstein para os relógios, a velocidade de ida da luz fica igual à velocidade da luz de ida e volta, por definição. A teoria especial da relatividade explora as consequências dessa invariância de c com a suposição de que as leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais. Uma consequência é que c é a velocidade a que todas as partículas sem massa e toda radiação eletromagnética, incluindo a luz visível, se propaga (ou move) no vácuo. É também a velocidade de propagação da atração gravitacional, na teoria geral da relatividade.
Distâncias astronômicas são frequentemente medidas em anos-luz, que é a distância que a luz percorre em um ano solar, aproximadamente 9,46×10¹² quilômetros.