La velocidad de la luz es la misma en todos los marcos de referencia inerciales. ¿Qué pasa con los marcos de referencia no inerciales? ¿Se cambia la velocidad de la luz en algún marco de referencia no inercial?

Sí, en marcos no inerciales, la velocidad de la luz no es necesariamente o incluso usualmente c. Considere el marco giratorio (y por lo tanto no inercial) anclado a la tierra. Si te lo tomas en serio, las estrellas van en círculos grandes sobre su cabeza muchas veces c, y también lo hace cualquier luz que viaja entre ellas. Para tener en cuenta eso, debe revisar sustancialmente la forma de las leyes de la física e incluir no solo fuerzas ficticias como las fuerzas centrífugas y de Coriolis, sino permitir que tengan efectos en los relojes y otros sistemas además de la fuerza. Entonces, en la práctica, nadie lo hace, porque en situaciones con una física SR subyacente (es decir, sin gravedad) siempre puedes elegir un marco inercial y salvar tu cordura.

En GR no tienes ese lujo, porque no puedes tener un marco que sea inercial en todas partes. Puede tener un marco de ascensor descendente en el que la física se parece a SR (según el principio de Equivalencia) pero los ascensores que caen en lados opuestos de la Tierra caen en direcciones opuestas. Entonces, en la práctica, usas marcos no inerciales llenos de fuerzas pseudogravitacionales ficticias que tienen efectos en los relojes, como, err, gravedad.

Y en tales marcos, la velocidad de la luz generalmente no es exactamente c. En la métrica de Schwarzschild, una opción práctica para describir el espacio-tiempo alrededor de una masa esféricamente simétrica, la velocidad radial de la luz es c (1–2M / r).

La velocidad de la luz para un observador no inercial varía así. La velocidad de la luz es c para reglas y relojes cerca del observador. La velocidad de la luz es mayor que c para relojes y reglas a grandes distancias en la dirección de la fuerza mecánica del observador. La velocidad de la luz es menor que c para relojes y reglas a grandes distancias detrás de la fuerza mecánica del observador.

Los marcos no inerciales se caracterizan por una aceleración adecuada. Cada instrumento de medición en un marco no inercial está sujeto a una fuerza mecánica que no es un vector cero. Es esta fuerza mecánica sobre el observador la que determina la velocidad de la luz para un marco no inercial.

Míralo desde el punto de vista de los relojes.

La fuerza mecánica afecta a los instrumentos de medición de una manera peculiar. Las lecturas de tiempo y espacio de los instrumentos a una distancia infinitesimal del observador no inercial son constantes con la distancia. Sin embargo, las lecturas de instrumentos alejados del observador cambian a grandes distancias.

Los relojes a una gran distancia del observador en la dirección de la fuerza mecánica se aceleran. Los relojes a una gran distancia del observador contrario a la dirección de la fuerza mecánica se ralentizan.

El efecto de la fuerza mecánica se agrega al efecto del movimiento relativo. El observador ve que los relojes que se mueven rápidamente se ralentizan en relación con los relojes en su propio marco debido a la velocidad relativa. Sin embargo, la aceleración adecuada acelera la velocidad de los relojes por delante y disminuye la velocidad de los relojes detrás superpuestos en la dilatación del tiempo.

Entonces, los relojes muy por delante del observador, en la dirección de la fuerza mecánica, tienen una contracción de tiempo en relación con el observador. No importa cuán rápido sean esos relojes en relación con sus propios relojes, la distancia mínima en la dirección de la fuerza es tal que los relojes se aceleran. Todas las distancias mayores por delante están asociadas con relojes acelerados.

En un marco no inercial, es posible determinar una aceleración adecuada.

No obstante, la velocidad de la luz es la misma en cada caso de aceleración y, por lo tanto, invariable.

Considere cómo se midió la velocidad de la luz. Si el aparato se acelerara “de manera interesante”, notaría diferentes “leyes de la física”, dependiendo de la dirección en la que los haya probado.

¿La velocidad de la luz en todas partes es la misma? … hasta la sección ” La velocidad de la luz medida por observadores no inerciales” … sobre la mitad de la página.

Entonces, la VELOCIDAD de la luz se mide para ser diferente, el efecto Sagnac.

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