Одностороння швидкість світла

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Одношляхове вимірювання швидкості світла по замовчуванню не може бути виміряне незалежно від конвенції по синхронізації годинників, які знаходяться біля джерела та приймача світла, в рамках 'спеціальної теорії відносності'. Проте цілком можливо вимірювати експериментально прямо-зворотну швидкість (або двошляхову швидкість світла) від джерела до детектора, а потім назад – від детектора до джерела. Використання терміну round-trip speed в англомовній літературі є не зовсім коректним, оскільки наводить на так званий «коловий» («round») рух, в рамках якого спеціальна теорія відносності не працює. Альберт Ейнштейн запропонував конвенцію щодо синхронізації, в рамках якої одно- та двошляхове вимірювання швидкості світла є еквівалентні. Постійність одношляхової швидкості світла в будь-якій довільно вибраній системі відліку відіграє роль бази в рамках спеціальної теорії відносності. Проте всі передбачення цієї теорії, які можна перевірити експериментально, не залежать від цієї конвенції.[1][2] [3] [4][5][6][7][8]

Протягом останніх ста років були здійснені численні експерименти з одношляхового вимірювання швидкості світла, проте жоден з них не був успішним (?)[9] Пізніше було показано, що ці експерименти насправді вимірюють двошляхову швидкість світла.[1][10]

Слід відзначити, що швидкість світла в рамках теорії відносності не визначається, як фізична величина, а береться з електродинаміки. При цьому розглядається два принципово відмінних середовища: «матеріальне середовище», в якому присутні матеріальні тіла, а також «нематеріальне середовище», або «вільний пустий простір»/ «вакуум»/ «ефір».

Одношляхова проти двошляхової швидкості світла[ред. | ред. код]

Двошляхова швидкість[ред. | ред. код]

Двошляхова швидкість світла – це середнє значення швидкості від однієї точки (джерела) до дзеркала і назад. Оскільки світло стартує і фінішує в одному і тому ж місці, то для вимірювання повного часу потрібен тільки один годинник. Таким чином, швидкість світла може бути визначена без використання процедури синхронізації годинників. Будь-яке вимірювання, в якому світло розповсюджується вздовж «закритого шляху» сьогодні розглядається як двошляхове вимірювання.

Численні експерименти показали, що в будь-якій «інерціальній системі відліку» двошляхова швидкість незалежна від «замкненого шляху», який розглядається.

Оскільки в 1983 році одиниця метр була визначена, як відстань що проходить світло у вакуумі за 1/299 792 458 секунди.[11] Це означає, що швидкість світла уже не може бути виміряна в рамках системи SI, проте довжина метра може бути погоджена з іншими стандартами довжини і змінюватися з часом.

Одношляхова швидкість[ред. | ред. код]

Одношляхова швидкість світла є невизначена по замовчуванню, оскільки не визначене поняття «одномоментності» події для двох різних точок у просторі, розділених певною відстанню. Щоб виміряти час, що витрачає світло для проходження певної відстані між двома точками простору, необхідно знати час старту, та час фінішу в одному масштабі часу. Це вимагає наявність двох синхронізованих годинників, один на старті, а інший – на фініші, або деякий засіб що дозволяє посилання сигналу з нескінченною швидкістю. Проте таких засобів, що передають інформацію з нескінченною швидкістю на сьогодні не існує. Таким чином, середнє значення одношляхової швидкості вимагає процедури синхронізації» двох годинників на старті та фініші. Очевидно, що це є предмет конвенції експериментаторів.

Перетворення Лоренца і визначає таку «конвенцію» для вимірювання часу в рамках одношляхового вимірювання швидкості світла в незалежній інерціальній системі відліку.[12]

Процедура синхронізації годинників[ред. | ред. код]

Спосіб, в який проводиться дистанційна синхронізація годинників, може впливати на всі залежні від часу виміри на певних відстанях, особливо при вимірювання швидкості або прискорення.

Конвенція Ейнштейна[ред. | ред. код]

Цей метод синхронізує дистанційні годинники в такий спосіб, що одношляхова швидкість світла стає рівною двошляховій швидкості світла. Деталі цього методу, а також умови, що забезпечують його достовірність, розглянуті в статті Синхронізація Ейнштейна.

Примітки[ред. | ред. код]

  1. ↑ а б Yuan-Zhong Zhang (1997). Special Relativity and Its Experimental Foundations. World Scientific. ISBN 978-981-02-2749-4. Процитовано 12 жовтня 2012. {{cite book}}: Проігноровано невідомий параметр |name= (довідка)Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання)
  2. ↑ Anderson, R.; Vetharaniam, I.; Stedman, G. E. (1998), Conventionality of synchronisation, gauge dependence and test theories of relativity, Physics Reports, 295 (3-4): 93—180, Bibcode:1998PhR...295...93A, doi:10.1016/S0370-1573(97)00051-3
  3. ↑ Conventionality of Simultaneity.Allen Janis.2010
  4. ↑ Mathpages: Conventional Wisdom and Round Trips and One-Way Speeds
  5. ↑ Edwards, W. F. (1963). Special Relativity in Anisotropic Space. American Journal of Physics. 31 (7): 482—489. Bibcode:1963AmJPh..31..482E. doi:10.1119/1.1969607.
  6. ↑ Winnie, J. A. A. (1970). Special Relativity without One Way Velocity Assumptions. Philosophy of Science. 37: 81—99, 223—38. JSTOR 186029.
  7. ↑ Rizzi, Guido; Ruggiero, Matteo Luca; Serafini, Alessio (2004). Synchronization Gauges and the Principles of Special Relativity. Foundations of Physics. 34 (12): 1835—1887. arXiv:gr-qc/0409105. Bibcode:2004FoPh...34.1835R. doi:10.1007/s10701-004-1624-3.
  8. ↑ Sonego, Sebastiano; Pin, Massimo (2008). Foundations of anisotropic relativistic mechanics. Journal of Mathematical Physics. 50 (4): 042902-042902-28. arXiv:0812.1294. Bibcode:2009JMP....50d2902S. doi:10.1063/1.3104065.
  9. ↑ Michael Tooley (2000). Time, tense, and causation. Oxford University Press. с. 350. ISBN 978-0-19-825074-6. {{cite book}}: Проігноровано невідомий параметр |name= (довідка)
  10. ↑ Jong-Ping Hsu, Yuan-Zhong Zhang (2001). Lorentz and Poincaré Invariance: 100 Years of Relativity. World Scientific. ISBN 978-981-02-4721-8.
  11. ↑ 17th General Conference on Weights and Measures (1983), Resolution 1,
  12. ↑ Zhang (1997), p 24
На цю статтю не посилаються інші статті Вікіпедії.
Будь ласка розставте посилання відповідно до прийнятих рекомендацій.
Ця стаття є сирим перекладом з іншої мови. Можливо, вона створена за допомогою машинного перекладу або перекладачем, який недостатньо володіє обома мовами. Будь ласка, допоможіть поліпшити переклад.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Одностороння_швидкість_світла&oldid=42368590