O fato de a velocidade da luz ser a mesma em todos os quadros inerciais de referência é um dos princípios mais fundamentais e contra-intuitivos da relatividade especial, e tem consequências de longo alcance para nossa compreensão do espaço, tempo e gravidade.

Aqui está um colapso de por que esse é o caso:

1. Equações de Maxwell:

* No final do século XIX, James Clerk Maxwell formulou um conjunto de equações que descreviam o comportamento da eletricidade e do magnetismo. Essas equações previram a existência de ondas eletromagnéticas, que viajam a uma velocidade específica (a velocidade da luz).
* A velocidade da luz derivada das equações de Maxwell é um valor constante, independente da velocidade da fonte emitindo a luz.

2. Experimento de Michelson-Morley:

* Na década de 1880, Albert Michelson e Edward Morley realizaram um experimento projetado para detectar o meio hipotético através do qual se pensava que as ondas de luz se propagam (chamado de Aether Luminífero).
* O experimento mostrou que a velocidade da luz era a mesma, independentemente do movimento da Terra, que desafiou a idéia de um éter.

3. Os postulados de Relatividade Especial de Einstein:

* Com base nessas descobertas, Albert Einstein propôs dois postulados que formam a base da relatividade especial:
* Postular 1: As leis da física são as mesmas para todos os observadores em movimento uniforme.
* Postular 2: A velocidade da luz no vácuo é a mesma para todos os observadores inerciais, independentemente do movimento da fonte.

4. As consequências da velocidade constante da luz:

* dilatação de tempo: Os intervalos de tempo medidos pelos observadores em diferentes quadros inerciais não são os mesmos. O tempo diminui para os observadores que se movem em altas velocidades em relação a um observador estacionário.
* Contração de comprimento: O comprimento dos objetos parece contratar na direção do movimento para observadores que se movem em altas velocidades em relação ao objeto.
* simultaneidade é relativa: Eventos que parecem simultâneos a um observador podem não ser simultâneos a outro observador em movimento em relação ao primeiro.

5. Por que a velocidade da luz é constante:

A velocidade constante da luz não é totalmente "explicada" no sentido de uma explicação simples e intuitiva. É um princípio fundamental do universo que foi verificado experimentalmente inúmeras vezes. No entanto, aqui estão alguns pontos que podem ajudar a entender o conceito:

* espaço -tempo: A relatividade especial mostra que o espaço e o tempo não são absolutos, mas estão entrelaçados em uma única entidade chamada espaço -tempo. A velocidade da luz é uma propriedade fundamental do espaço -tempo, como a velocidade do som no ar.
* causalidade: Se a velocidade da luz não fosse constante, levaria a paradoxos onde os efeitos poderiam preceder suas causas. A velocidade constante da luz ajuda a manter a ordem de causa e efeito no universo.

Em resumo, a velocidade constante da luz é um princípio fundamental da relatividade especial que foi verificada experimentalmente e tem implicações profundas para nossa compreensão do espaço, tempo e natureza da realidade.