Así que me preguntaba sobre esto cuando terminé de leer sobre el experimento de Michelson-Morley que refutó la teoría del éter. Mi pregunta es si el Universo se expande constantemente y eso también con un ritmo acelerado ¿afecta de alguna manera las condiciones experimentales? Si es así, quiero saber cómo, porque no puedo entender qué efectos tendría la expansión del espacio sobre la velocidad de la luz. ¿Entonces la velocidad de la luz no es una constante?
La expansión del Universo no tiene efecto sobre la velocidad local de la luz. Cualquier medida local de rendirá , y no cambiará
Hay una cosa que a menudo causa confusión sobre la velocidad de la luz o el viaje más rápido que la luz. Un fotón que se mueve en un espacio-tiempo en expansión parece moverse a una velocidad promedio más rápida que . Considere un escenario simplificado/idealizado: un fotón se dirige a un objetivo a 2 años luz de distancia. viaja a durante un año, cubriendo una distancia de 1 año luz. Luego, el Universo en el que viaja experimenta una expansión casi instantánea para duplicar su tamaño anterior. Ahora está a 2 años luz de su punto de partida ya 2 años luz de su objetivo. sigue viajando en , por lo que tarda 2 años más en alcanzar su objetivo. Ahora suponga que decide calcular la velocidad promedio del fotón. Ahora está a 4 años luz de su punto de partida y realizó el viaje en 3 años, por lo que su velocidad promedio fue . Pero esto no es una medida local de ; Dije antes que el fotón viajaba a todo el tiempo, y cualquier medición local en cualquier momento habría dado . Es solo que el espacio entre el origen y el objetivo del fotón cambió mientras viajaba. Esta expansión "repentina" por supuesto no es muy realista y solo la elegí para que mi punto sea fácil de ilustrar, pero el mismo concepto se aplica para la expansión gradual, demostrando que solo requiere algunas integrales.
El experimento de Michelson-Morley indicó (al contrario de su intención original), que la velocidad de la luz percibida por un observador no depende de su velocidad relativa a nada.
En este sentido, nuestro movimiento en el espacio con respecto a cualquier punto arbitrario no tiene impacto en la velocidad de la luz medida en el sistema terrestre.
Descargo de responsabilidad: todavía no escuché un curso sobre relatividad general .
¿La tasa acelerada de expansión del Universo tiene algún efecto sobre la velocidad de la luz?
Este es el tema de cierto debate. Consulte el artículo de Wikipedia Velocidad variable de la luz :
"La idea de Moffat y el equipo Albrecht-Magueijo es que la luz se propagó hasta 60 órdenes de magnitud más rápido en el universo primitivo, por lo que las regiones distantes del universo en expansión tuvieron tiempo de interactuar al comienzo del universo".
Creo que esta idea es incorrecta yo mismo. Ver los documentos digitales de Einstein . Einstein dijo que la luz se curva porque la velocidad de la luz varía con la posición. Nunca dijo curvas de luz porque el espacio-tiempo es curvo, eso es un mito de la ciencia pop. Consulte a Báez para obtener más información: "En ese sentido, podríamos decir que la velocidad de la luz en el 'techo' en presencia de la gravedad es más alta que la velocidad de la luz en el 'suelo'" . Aplicar esto a la cosmología significaría que la velocidad de la luz era más lenta en el universo primitivo, no más rápida.
Así que me preguntaba sobre esto cuando terminé de leer sobre el experimento de Michelson-Morley que refutó la teoría del éter.
Me temo que eso también es ciencia pop. Ver los documentos digitales de Einstein para Einstein hablando sobre el éter en 1920: "Recapitulando, podemos decir que según la teoría general de la relatividad el espacio está dotado de cualidades físicas; en este sentido, por lo tanto, existe un éter" . Einstein eliminó la necesidad del éter luminífero en 1905, pero todavía decía que el espacio es un éter en 1920. Busque en arXiv artículos con éter en el título .
Mi pregunta es si el Universo se expande constantemente y eso también con un ritmo acelerado ¿afecta de alguna manera las condiciones experimentales? Si es así, quiero saber cómo, porque no puedo entender qué efectos tendría la expansión del espacio sobre la velocidad de la luz.
Nadie puede darte respuestas definitivas en este momento. En cinco años quizás la situación sea diferente.
¿Entonces la velocidad de la luz no es una constante?
No. La velocidad de la luz medida localmente parece ser constante porque usamos el movimiento local de la luz para definir nuestro segundo y nuestro metro, que luego usamos para medir la velocidad local de la luz. Es una tautología. Magueijo y Moffat se refirieron a ello en http://arxiv.org/abs/0705.4507 :
"Siguiendo a Ellis, consideremos primero a c como la velocidad del fotón. ¿Puede variar c? ¿Podría medirse tal variación? Como señaló correctamente Ellis, dentro del protocolo actual para medir el tiempo y el espacio, la respuesta es no. La unidad de tiempo se define por un sistema oscilante o la frecuencia de una transición atómica, y la unidad de espacio se define en términos de la distancia recorrida por la luz en la unidad de tiempo. Por lo tanto, tenemos una situación similar a decir que la velocidad de la luz es 'un año luz por año', es decir, su constancia se ha convertido en una tautología o una definición".
qmecanico