Medición de la velocidad de la luz en un sentido

¿Podría ayudar el siguiente experimento a comparar la velocidad de la luz en un sentido y en dos sentidos?

Enviamos un pulso de luz desde un reloj en A. Este pulso de luz se refleja en B pero también activa un pulso de luz en B. Ambos pulsos viajan a A. Ahora sabemos la distancia entre A y B y sabemos si hay una diferencia en el viaje. tiempo entre la velocidad de ida de B y la velocidad de regreso de A a B.

Además, si hay una diferencia, conocemos la diferencia en el tiempo.

¿Por qué no puede funcionar esto?

No estoy seguro de lo que está pasando aquí. Usted habla de una "velocidad de retorno" de A a B, pero no vi nada que mencione un pulso de "retorno" de A a B. El único pulso enviado fue el inicial.
¿Cómo crees que la luz podría tener diferentes velocidades?
@Adrian Bueno, no creemos que la luz tenga diferentes velocidades (localmente, en el vacío), pero hay un pequeño problema: nadie ha pensado en un experimento que mida la velocidad de la luz en un sentido independientemente de una convención de sincronización de reloj. Consulte en.wikipedia.org/wiki/Einstein_synchronisation en.wikipedia.org/wiki/One-way_speed_of_light y pitt.edu/~jdnorton/teaching/HPS_0410/chapters/…
También recordamos que la velocidad de la luz en un sentido es anisotrópica en relación con el borde de un anillo giratorio (efecto Sagnac), por lo tanto, es anisotrópica en relación con cualquier laboratorio en la superficie de la Tierra, incluido el de Michelson-Morley. Sorprendentemente, el profe. Norton olvidó por completo mencionar este hecho en su largo ensayo. Claro, el experimento propuesto por OP no es capaz de medir los tiempos de propagación del pulso de luz en diferentes direcciones sin cierta convención sobre cómo sincronizar los relojes en A y B.

Respuestas (2)

Mi antiguo mentor estaba obsesionado con esta pregunta al principio diciendo que no hay manera de probar la anisotropía de la luz (unidireccional vs reflejada bidireccional) hasta que Don Lincoln respondió simplemente separando lentamente dos relojes atómicos sincronizados y disparando la luz de uno a otro. el otro y medir el retraso. El problema es que separar los relojes hace que se desincronicen, pero esto no es un problema para un solo reloj que mide su propio haz reflejado. Entonces, separarlos lentamente introduce un error que puede explicarse usando la relatividad.

El método de sincronización del reloj de Einstein usa pulsos de luz para sincronizar los relojes y luego usa esos relojes sincronizados con la luz para medir la velocidad de la luz. El resultado depende de la suposición, por lo que es un argumento circular y se considera poco confiable.

En la época de Einstein (1905) ni siquiera sabían acerca de los átomos y mucho menos de los relojes atómicos, por lo que su método de sincronización de relojes era todo lo que tenía. Hoy podemos depender de la precisión universal de los relojes atómicos para liberarnos de su método (que está arraigado en la derivación de las ecuaciones de la relatividad).

Mi solución es separar los relojes a una velocidad lenta y constante y encender la luz de uno a otro en un momento adecuado previamente acordado en cada reloj sin parar. La luz se encontrará donde comenzó y podría usar un interferómetro para medir cualquier discrepancia en la velocidad de la luz en un sentido. Cuando ambos relojes se mueven a velocidad constante, ambos marcan la misma frecuencia de tiempo. Es una simultaneidad (relativa a su punto de partida común) que es independiente de la distancia de separación. Si detiene los relojes, invoca la paradoja de los gemelos y un problema de sincronización entre ellos. Recientemente escribí algo aquí que podría agregar más aclaraciones, pero está en el limbo. No estoy seguro si los expertos desaprueban o si todavía es confuso.

Si la velocidad de la luz es diferente en diferentes direcciones, entonces el tiempo tampoco se dilata uniformemente en todas las direcciones.
Sí, es por eso que usar un reloj estacionario en el centro entre los otros dos que se están separando verificaría cualquier diferencia en c debido a la dirección, como muestra este video. youtube.com/…
Sin embargo, eso sufre exactamente el mismo problema. No puede detectar el sesgo del reloj de esa manera sin asumir ya la isotropía.
Pero la luz llega al centro desde direcciones opuestas y se compara con el tiempo del reloj central y los 3 estaban sincronizados antes de que los dos relojes se separaran. ¿Está diciendo que el sesgo no se debe a la dirección entre los relojes, sino a un posible sesgo entre las direcciones de entrada y salida en relación con cada reloj independiente?
Los relojes solo se sincronizaron juntos ANTES de que los separaras. Cualquier movimiento relativo hará que se desincronicen a un ritmo que no puede saber de antemano. Si, por ejemplo, la velocidad de la luz es mucho mayor en una dirección que en la otra, entonces habrá una desviación significativamente menor en una dirección que en la otra. La discrepancia de anisotropía medida en el interferómetro se cancela exactamente con el sesgo del reloj, por lo que sus resultados son inútiles. Y no puedes medir directamente el sesgo del reloj.
El centro y los extremos tienen interferómetros. El centro también tiene 2 reflectores y 2 pasantes para la luz para que los extremos puedan comparar la luz reflejada con la luz que pasa desde el reloj lejano para detectar cualquier anisotropía.
Realmente debería publicar esto como una pregunta en lugar de una respuesta a la pregunta de otra persona. Pero: el problema con su método es asegurarse de que los 2 relojes en movimiento tengan la misma velocidad. Para verificar una velocidad, debe medir la distancia entre dos puntos y el tiempo que lleva viajar entre esos dos puntos. Para medir el tiempo que tarda, necesitas otros dos relojes, uno en uno de los puntos y otro en el otro. Estos otros dos relojes deben sincronizarse entre sí, probablemente con el método de sincronización de Einstein...
.... Si la velocidad de la luz es diferente en dos direcciones, entonces ese método de sincronización hará que los dos relojes no estén sincronizados (en comparación con una velocidad de luz uniforme omnidireccional). El resultado final es que, aunque piensas que tienen la misma velocidad, en realidad no la tienen, y su dilatación temporal será diferente. Todo conspira junto para el resultado final de que la luz todavía llega al punto medio al mismo tiempo, a pesar de las diferentes velocidades de la luz en diferentes direcciones.
@ralfcis Eso es solo más capas de complejidad que no solucionan ninguno de los problemas. La interpretación precisa de los resultados de cada dispositivo en su aparato (ya sea juntos o por separado) requiere que usted ya asuma que la velocidad de la luz es isotrópica.

Leí tu pregunta de la siguiente manera:

  • La velocidad de la luz que viaja desde A a B podría ser diferente de la dirección de viaje inversa, de B a A . Por lo tanto, sospecha que la velocidad de la luz depende de la dirección de viaje. Esta idea es análoga a la hipótesis de Michelson-Morley , donde la luz viaja dentro del éter. El resultado negativo llevó a Einstein a su famosa conjetura: La velocidad de la luz es constante y no depende del sistema de referencia.
  • En lugar de tomar una configuración inteligente (interferómetro), donde solo necesitamos un reloj preciso y la mayoría de los problemas de medición midiendo en dos estados (girando el aparato), sugiere que usemos dos relojes precisos: el primero en la posición B -- para que "conozcamos" el tiempo que tarda la luz en viajar desde A a B -- y una segunda en la posición A -- para "saber" el tiempo de viaje desde B a A .

Por favor, háganos saber si estas declaraciones son correctas. Si son correctos, aquí está mi respuesta: en principio , su configuración debería funcionar, pero...

  • No entiendo, por qué sabemos el tiempo de viaje desde A a B en su puesta a punto. ¿Cómo funciona el reloj en B sabes la hora de inicio?
  • Creo que quieres asegurarte de que la luz reflejada y la at B la luz generada tiene solo un "pequeño" retraso de tiempo. Si bien esto será difícil de hacer (dependiendo de su definición de retraso de tiempo "pequeño"), también es innecesario: si puede medir el tiempo desde A a B ¿Por qué no inviertes el experimento y mides el tiempo desde B a A .

El experimento de Michelson-Morley utiliza una configuración muy inteligente, porque elimina todo tipo de errores sistemáticos. Su idea clave era que, en lugar de medir el tiempo, miden la frecuencia: las franjas de interferencia se pueden contar. Esta filosofía/consejo se sigue en la física moderna cada vez que necesitamos obtener tiempos precisos.

¿Responde esto a tu pregunta?

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