Relatividad especial: ¿es teóricamente posible medir la velocidad unidireccional de la luz?

Sí y no, principalmente sí. Depende un poco de la variante del procedimiento de sincronización de Einstein que utilice, pero no es del todo circular.

La variante descrita originalmente por Einstein hace que envíe una señal de luz de ida y vuelta y luego ajuste los relojes en la fuente y el espejo para que el tiempo a la mitad del tiempo de emisión y recepción en la fuente sea el mismo que el tiempo de respuesta.

Esto restringe la velocidad unidireccional hacia adelante para que sea la misma que la velocidad unidireccional inversa, pero no obliga a ninguno de ellos a ser c. Si la relatividad es verdadera, lo serán; si no es así, probablemente no lo harán. En particular, si hace esto en un marco no etéreo en un universo pre-relativista Newton + Maxwell, obtendrá entre [matemática] c / \ gamma ^ 2 [/ matemática] y [matemática] c / \ gamma [/ math] dependiendo de la dirección en la que atravieses el éter. (El experimento de Michelson-Morley esperaba explotar esto buscando los diferentes factores en las direcciones en ángulos rectos, pero fue frustrado por la contracción de la longitud, lo que hace que los brazos sean simétricos). Por lo tanto, una medición unidireccional en cualquier dirección no es circular y significativo, simplemente no es independiente o diferente de una medición en la dirección opuesta, o de una medición de ida y vuelta.

Alternativamente, si usa la variante en la que ajusta los relojes para hacer la velocidad unidireccional en una dirección c, la medición de la velocidad en esa dirección es circular y está limitada a dar c, pero la medición en la dirección opuesta no lo es.

especialRelatividadVelocidad de la luz

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Sí, puede medir la velocidad unidireccional de la luz a través de un experimento modificado de Fizeau, en el que reemplaza el espejo al final con el interferómetro para eliminar los caminos de retorno de los haces. En esa situación, hay dos haces de luz: uno atraviesa el agua que fluye contra él y el otro atraviesa el agua que fluye en la misma dirección. Dado que los haces de luz entrantes en relación con las aguas en movimiento son diferentes, las velocidades de los haces de luz en las aguas en relación con las aguas también deberían ser diferentes. Con esto en mente, puede obtener:

C = 2Lm ^ 2 (1-1 / m) v / [(Δ / λ) λ]

donde C es la velocidad real de la luz, L es la longitud de los tubos, m es el índice de refracción del agua, v es la velocidad central del tubo del agua, λ es la longitud de onda de la luz y Δ / λ es el desplazamiento de bandas como se define en la página en nacgeo.com

Este experimento se puede usar para medir la velocidad de la luz en cualquier dirección en cualquier planeta o estación espacial.

Costel Munteanu

Creo que podemos sincronizar relojes distantes:

Tengamos una linterna que gire con velocidad angular “w” mientras emite la luz. A una distancia lejana de la linterna tengamos dos relojes A y B separados por la distancia d. La velocidad lineal del haz en r desde la linterna será v = wr. Entonces, un rayo de luz giratorio activará el reloj A y cierto tiempo después activará el reloj B. Para que nuestro experimento produzca una precisión lo suficientemente alta, necesitaríamos r y w lo más grande posible. Por lo tanto, necesitaríamos una linterna potente de giro rápido que pudiera iluminar la luz visible desde la gran distancia.

Afortunadamente, el Creador nos dejó una linterna. Se llama un púlsar. Como sabemos, los púlsares pueden girar extremadamente rápido (incluso más de 700 rotaciones / s) y son muy estables, rivalizando con la precisión de los relojes atómicos.

Hagamos cálculos aproximados: si r = 1100ly (= ~ 10 ^ 19m, w = 10hz, nuestra velocidad lineal será 6.28x10x10 ^ 19m / s = 6.28 × 10 ^ 20m / s.

Si nuestra distancia d de A a B es 6.28 × 10 ^ 6m (menos de 0.1s para que la luz viaje de A a B y de regreso; esto es importante para que podamos intercambiar información entre los relojes A y B en el tiempo más corto de una rotación completa del púlsar), la señal del púlsar llegará a A 10 ^ -14 s antes que en el reloj B. Creo que si no somos muy quisquillosos, podríamos decir que las señales llegan a A y B simultáneamente.

Ahora, para sincronizar los relojes, al comienzo del pulso del púlsar detectado en A enviamos la información de A a B que al comienzo del siguiente pulso del reloj del púlsar en B debe iniciarse. Cuando llega el siguiente pulso del púlsar, comenzamos los dos relojes A y B, que ahora estarán (casi perfectamente) sincronizados.

Con dos relojes sincronizados, podemos medir fácilmente la velocidad de la luz en un sentido.

Saludos cordiales,

Kris

Costel Munteanu

La velocidad unidireccional de la luz finalmente se midió para los marcos de referencia en movimiento y a lo largo del gradiente de campo gravitacional con un interferómetro muy simple. El principio de equivalencia puede ser probado. El siguiente enlace proporciona detalles

https://www.linkedin.com/pulse/s …

Kris Kuitkowski

No. La velocidad constante de la luz es un postulado en la relatividad. Para poder sincronizar los relojes, debe enviar la señal de un lado a otro. Einstein asumió la continuidad del espacio y el tiempo y eligió tener una velocidad unidireccional constante en lugar de, por ejemplo, propiedades discretas del espacio y el tiempo.

Xinhang Shen

Veo la pregunta un poco diferente, aunque ambigua.

Puede medir la velocidad unidireccional haciendo un tiempo de viaje repetido entre dos puntos conocidos en diferentes marcos de referencia y encontrar la respuesta siempre es la misma. En otras palabras, es un postulado de Einstein pero un POSTULADO MEDIBLE

Costel Munteanu

No. La velocidad de la luz se define, debido al problema de simultaneidad, en el viaje de ida y vuelta.

Sí, podría cronometrar un pulso entre dos puntos … pero, ¿qué utilizó para calibrar el temporizador si no utilizó, al menos implícitamente, la velocidad bidireccional? Si usó la velocidad de dos vías, entonces está asumiendo el resultado.

Velocidad unidireccional de la luz – Wikipedia

Einstein explica esto bastante bien en su artículo original: puede buscarlo.

Los experimentos que pretenden mostrar discrepancias en la velocidad unidireccional de la luz generalmente sufren otros problemas.

Costel Munteanu

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