Комментарии 47
Есть ещё озвучка VoicePower — Никто не измерил скорость света (Veritasium)
Проблематика измерения скорости света
Нет проблем со скоростью света. Есть проблема с
На сегодняшний день мы не знаем величину односторонней скорости света
Вроде не 19 век и инвариантность инерциальных систем отчета -постулирована и подтверждается опытами.
Инвариантность инерциальных систем отсчёта совершенно не запрещает анизотропию пространства.
Давайте для начала рассмотрим простой пример без релятивистской механике — предмет на некоторой высоте от поверхности земли. Вдоль земли ось x, вертикально — ось y. Пространство уже анизотропно, так как есть выделенное направление силы тяжести — в направлении земли. Инвариантность законов физики относительно поворота системы отсчёта означает лишь что тело по прежнему будет падать к земле, а не вдоль нового направления оси y.
С точки зрения общей теории относительности, допустим, хотя я предлагал для начала ограничиться классической механикой. Тогда пускай пол вашего гипотетического лифта будет электрически положительно заряжен, а внутри кабины будет находится пробный отрицательный заряд. Надеюсь, от этого система отсчёта инерциальной быть не перестанет?
Так анизотропия пространства проявляется в его свойствах (поля заряженных частиц, гравитационные, неизвестные науке, не важно). Смысл статьи в том, что если пространство неизотропно (ну, такая особенность большого взрыва, допустим), то, возможно, мы никак не можем это проверить. Например, есть скорость света при прохождении замкнутых траекторий инвариантна, мы не можем однозначно проверить, изотропна ли она.
«Замкнутая траектория»
Траектория замкнутая в одной системе координат, будет незамкнута в другой. И ни одна из них не приоритетна-они равноправны. Так что даже с условиями эксперимента есть проблема.
Траектория замкнутая в одной системе координат, будет незамкнута в другой.
А вот это вы уже нарушаете эквивалентность инерциальных систем отсчёта.
Вы путаете интервал — который инвариантная величина и расстояние, которое не инвариантная величина.
На первый взгляд выглядит во всех направлениях одинаково, даже если нет, все равно увлекательно
https://youtu.be/EtsXgODHMWk
Тень, кстати, — это не физический объект, и ей нельзя передать информацию, поэтому она может двигаться быстрее скорости света легко. Даже у ножниц вершина угла между лезвиями может двигаться быстрее света, когда ножницы закрывают.
Если в ручье поводить поперек ручья пальцем то за ним будет со скоростью течения двигаться «тень» вырисовывая синусоиду. Так же и с фотоновой тенью, только мы не можем посмотреть на это со стороны, плюс всё это в 3д.
Это гипотетические ножницы будут или вы считаете, что реальные ножницы, состоящие из частиц смогут не сломаться при движении в верхней точке быстрее скорости света? Потому что первое это намеренное ложное предположение, а второе должно быть ограничено скоростью света, т.к. никакие частицы не могут двигаться быстрее света и даже близко ускорить их не получится ничжней частью ножниц, они сломаются гораздо раньше достижения такой скорости.
Хотя для тени например на луне от таких ножниц вроде как пишут, что это возможно, хотя не уверен.
Вполне себе реальные ножницы, из обычной стали, и даже не такие уж и большие, насколько я понимаю (людям сделать вполне под силу). Ничего не сломается, с какой стати? Никто даже не говорит, что у этих ножниц надо усилие обязательно к ручкам прилагать, можно расставить поршни по всей длине и синхронно (в СО ножниц) их включить. Щель — не физический объект, острие щели будет «двигаться» быстрее света. (А вот если попробуете это острие чем-то заклинить, тогда уже ничего не выйдет, само собой.)
Не все должно иметь смысл. Наше сознание настойчиво пытается вообразить свет движущийся в одном направлении, и интуитивно ориентируется на механику Ньютона где скорость света бесконечна. И нам кажется что в этом должен быть смысл и способ измерить эту скорость но это иллюзия. Не все что можно вообразить обязательно существует.
затем одинаковым образом отодвинуть две крайние на равные расстояния от средней
…
Если есть анизотропия
Если есть анизотропия, то отодвинутые таким образом часы уже не синхронны. Ведб у нас не «абсолютные идеальные часы», а, например, маятник. То есть вместо измерения скорости света мы на самом деле измеряем число колебаний маятника, и в случае анизотропии вычисляем, как меняется природа колебаний маятника в зависимости от движения.
Мне кажется, что на данный момент вопрос анизотропии важен не сам по себе, а для поиска новых явлений. То есть пока у нас нет ни знаний ни технологий, которыми бы можно эту анизотропию измерить, даже само знание о ней нам бессмысленно. Но в процессе поиска можно найти полезные явления или технологии.
Примерно как человеку 16го века знание теории относительности было бесполезно, потому что даже если в него поверить, применить его было не к чему.
пусть в одну сторону свет идёт через вакуум, а обратно через какую-то среду со скоростью 0.9с
А потом туда через среду, а обратно через вакуум.
Если скорость разная, получим что в опытах свет проходит путь за разное время.
Пример
Время прохождения света на дистанцию в одну световую секунду:
1+1/0.9=2.(1)сек в случае равенства скоростей.
допустим в сторону через среду свет идёт в 2 раза медленнее:
1+1:0.9*2=3.(2)сек
допустим в сторону через вакуум свет идёт в 2 раза медленнее:
1*2+1:0.9=3.(1)сек
3.(2)<>3.(1) значит неравенство скорости света в различных направлениях засекается элементарно.
А чтобы разность начальных отсчётов заметить, точкам А и С надо съехаться, я не придумал, как можно чисто световыми сигналами выявить сдвиг фаз.
На разность времени туда и обратно мне пофиг, в данном эксперименте оно вообще не измеряется.
Если время совпадает, значит пространство изотропно и скорости равны.
Если нет-можно пересчитать соотношение скоростей из времён и их разницы, но думаю до этого не дойдёт.
Я исхожу из того, что неизменно соотношение скоростей света в вакууме и в среде. А если бы это было не так, то преломление света было-бы анизотропно, что заметить ещё проще.
Вот мои формулы
1+1:0.9*2=3.(2)сек
1*2+1:0.9=3.(1)сек
А вот что было бы в случае как вы поняли.
1+1:0.9
1*2+1:0.9=3.(1)сек
Но тогда и одностороннюю скорость света легко измерить. Просто разместить часы на одном гравпотенциале — на ровной поверхности земли на точно отмеренном расстоянии друг от друга и запустить их одним лучом лазера. Или я чего-то не понимаю?
А чтобы учесть величину на которую разойдутся часы надо знать скорость света.
Точность расстояния между часами роли не играет, потому что оно останется прежним, когда во второй части эксперимента уже луч со спутника запустит сначала орбитальные часы, а потом земные. И опять разница во времени на орбитальных и земных часах покажет время движения фотонов. Если это время совпадает с временем в первой части эксперимента, то анизотропии в пространстве гравполя Земли нет.
Одностороннюю скорость света измеряют также включением двух часов лучом света, только выключенные часы надо разнести на точное расстояние, измеренное, например, рулеткой.
Видеопередача со спутника куда? на землю к первым часам?
тогда задержка сигнала на 2-х часах будет время прохода фотонов для включения+ время прохода видеосигнала обратно. Т.е. мы измерили время хода света туда+ обратно.
Также два луча — один включает, другой выключает часы, разнесённые на точно отмеренное расстояние друг от друга на одном гравпотенциале. Разность их показаний даёт одностороннюю скорость света. По-моему, так…
Луч начинает идти с земли и сразу включает земные часы, а затем включает часы на орбите. Мы видим по видеопередаче, что часы на орбите идут, и посылаем выключающий луч. Он тоже сразу выключает земные часы, а затем выключает часы на орбите. Из показания земных часов вычитаем показания орбитальных часов и получаем время прохождения луча с земли до орбиты.
Повторяем эксперимент в обратном направлении — посылая включающие и выключающие лучи с орбиты на землю. Из показания орбитальных часов вычитаем показания земных часов и получаем время прохождения луча с орбиты до земли.
Сравниваем оба интервала времени — если они различаются, то есть анизотропия, если не различаются, то её нет.
1)когда первый сигнал дошёл до орбиты часы на планете показывают время большее на время до орбиты.
2)когда видеосигнал вернулся на землю часы на планете показывают время большее на время до орбиты минус время с орбиты.
3)когда сигнал опять дошёл до орбиты часы на планете показывают время большее время до орбиты минус время с орбиты минус время до орбиты= минус время с орбиты.
А вообще да, вроде сработает. метод даже похож на мой. Только у вас разница туда-обратно возникает из-за неравного числа перемещений туда\сюда, а у меня из-за разной скорости перемещения туда-сюда.
А откуда вообще взялась мысль об анизитропии? О разнице скорости света в разных направлениях.
Если я не ошибаюсь, но эксперимент Майкельсона-Морли однозначно доказывает как раз, что скорость света во всех направлениях одинакова. Там как раз измерения проводились в перпердикулярных направлениях.
Проблематика измерения скорости света