¿Por qué no hemos realizado un experimento ‘de una vez por todas’ que muestre que la velocidad de la luz es constante?

Ha habido muchos experimentos de este tipo. Estas son variantes del experimento de Michelson-Morley. Para estos medir que la velocidad de la luz es la misma en diferentes direcciones. Como esto se ha repetido muchas veces, indica que la velocidad de la luz es la misma en todas las direcciones.

Para ser absolutamente estrictamente exactos, estos a) prueban que la velocidad de la luz es constante, ob) la teoría geocéntrica de que la Tierra está inmóvil, lo cual es muy difícil de tomar en serio (y que conduce a predicciones erróneas).

Si un experimento de Michelson-Morley se realizara en Marte o en un vehículo espacial, representaría una prueba más directa. Claramente, dicho marco de referencia se movería en relación con la tierra. No he encontrado ningún caso en el que se haya hecho eso, pero la dificultad de poner en marcha el delicado aparato experimental y seguir funcionando tiene que ser un factor.

Ahora, tiene toda la razón en que los efectos relativistas especiales representan una demostración indirecta . Todos esos efectos predichos por la relatividad especial son consecuencias lógicas directas de la constancia de la velocidad de la luz. Y han sido observados.

¿Entonces que tenemos?

• Primero, las observaciones en la Tierra se han llevado a cabo en todas las direcciones, y en diferentes puntos de la órbita de la Tierra, con el resultado en todos los casos dando un valor constante a la velocidad de la luz medida en la Tierra.
• En segundo lugar, al ver que obtenemos un valor constante, si suponemos que es cierto, obtenemos todas estas otras predicciones que son ciertas.
• En tercer lugar, y este es un punto clave, si suponemos que la velocidad de la luz no es constante, sino que se ajusta en una cantidad debido al movimiento de un objeto, esa suposición conduce a predicciones que el experimento contradice.

Hay muy buena evidencia de que la velocidad de ida y vuelta de la luz es constante en todos los marcos de referencia (los experimentos de M&M en realidad medían haces de luz reflejados de ida y vuelta) y ese tipo de experimentos han verificado que la velocidad de la luz de ida y vuelta es constante muchas veces ya que. Medir la velocidad unidireccional de la luz es problemático. Se dan diferentes explicaciones: una es que las longitudes y los tiempos utilizados para obtener c = L / t se ven afectados por el marco de movimiento en el que se realiza el experimento. Hay algunos documentos interesantes escritos por Franco Selleri, que ofrecen información sobre este problema, y ​​varios experimentadores han afirmado que han refutado con éxito el postulado de Einstein, pero hasta la fecha no se han recibido intentos de reproducir esos resultados.

Creo que te perdiste el punto del artículo al que hiciste referencia. Si lo estoy interpretando correctamente, lo que dice es que la velocidad de la luz no se puede probar en el sentido de que se puede probar un teorema matemático. Lo cual es cierto (y para varios de mis estudiantes más “concretos”, profundamente inquietante).

Hay varias llamadas constantes fundamentales cuyos valores no pueden ser probados por ningún modelo matemático; simplemente son propiedades de nuestro universo. Otro buen e interesante ejemplo es la constante de Hubble.

El “experimento”, como usted pregunta, sobre los términos de referencia “de una vez por todas”, como infiero, depende de lo que espera lograr como si fuera una certeza establecida (estática) que es extremadamente rara porque eso filosóficamente no sería útil en junto con la forma en que Science se ha desarrollado asintóticamente, pero, si lo desea, puede ver algunos aspectos de ese experimento en todo momento a través de la implementación de ingeniería con GPS para navegación y millones lo usan todos los días (es decir, comunicaciones entre satélites, estaciones terrestres y su propios receptores de GPS), por lo que desde esa perspectiva en general se prueba todo el tiempo, pero puedo ver que probablemente sugiera un experimento bastante más elaborado y probable que pueda realizarse con instrumentos idénticos diseñados específicamente para abordar el problema en dos marcos de referencia muy diferentes (también), como por ejemplo en la Tierra y en la Estación Espacial Internacional, esto se reduce a un costo, pero favorecería un experimento como puede d no solo a la base del método experimental, sino también a abordar posibles reclamos por grupos marginales de cualquier incertidumbre que pueda probarse “en el acto” más o menos directamente en ese momento.

Muchos de los miembros de la comunidad de Física ven la velocidad de la luz en las matemáticas aparecer muy a menudo y eso sugiere que es poco probable que cambie significativamente con el tiempo o debido a efectos externos arbitrariamente según mi párrafo anterior, ya que tiene serias implicaciones articuladas por Ed Smiley, por lo que para ellos, algo menos importante incluso considerar un “de una vez por todas” en cualquier caso, es sensato no cerrar la posibilidad de que la velocidad de la luz pueda ser influenciada por alguna física / fenómeno / sistema aún desconocido.
Puedo ver el valor en eso, ya que intuitivamente parece extraño que el universo tenga un límite de velocidad, en ese sentido, mucha Física es real y ha demostrado ser confiable como base para conocer la realidad que nos permite viajar por el espacio, por ejemplo, a pesar de nuestras expectativas. intuición, de lo contrario debería requerir cierta certeza tal vez para la comodidad emocional …