Desde mi comprensión (básica), el mayor problema de medir la velocidad de la luz es la sincronización del reloj. Pero me pregunto por qué esto es necesario. Para ser más específicos, ¿qué pasa si, en lugar de medir el tiempo absoluto, mides el tiempo relativo y lo usas para determinar la velocidad relativa?
Más concretamente, tener 2 tubos de vacío de 1 km de largo con un emisor en un lado y un detector en el otro. Un tubo tendrá luz y el otro puede ser cualquier cosa, pero para el ejemplo propondré sonido. Ahora, emitimos desde ambos emisores al mismo tiempo y los receptores miden la diferencia de tiempo entre recibir la señal de la luz y la señal del sonido. Conocer la distancia, la velocidad del sonido y la diferencia de tiempo relativa debería ser suficiente para calcular la velocidad de la luz. ¿Bien?
Para ser más matemático:
c = speed of light in 1 direction
vo = the known speed of the thing traveling in the other tube
dt = the difference in time measured between the tubes at the end
d = distance of the tube
to = the time taken for the thing to travel in the other tube
tl = the time taken for light to travel down its tube
Entonces debería seguir que:
to = d/vo
tl = to - dt
c = tl / d
Si hay algún problema con el sonido, también podríamos usar una bola metálica que ruede a una velocidad conocida (o calculable), ¿verdad? Si por alguna razón eso no funciona, ¿no podríamos reducir la velocidad de la luz a una velocidad conocida y correr eso?
Determinar la velocidad unidireccional del sonido se encuentra con problemas similares a los de la velocidad unidireccional de la luz: aún necesita definir una convención de sincronización. Y realmente, eso no es un problema: hay una convención de sincronización perfectamente buena (la de Einstein, equivalente al transporte de reloj lento) que puedes usar.
Lo principal es que la velocidad de la luz en un solo sentido (en realidad, la velocidad invariable de la causalidad, ) es una cuestión de definición, precisamente porque depende de cómo sincronices los relojes. Puede definirlo para que sea casi cualquier cosa que desee, siempre que dé la respuesta . por el valor de ida y vuelta. Pero no hay razón para definirlo como algo diferente a lo mismo en todas las direcciones, y así es como lo hacen los físicos en activo.
La razón por la que esta configuración no funciona tiene poco que ver con los relojes y mucho que ver con cualquier cosa que tenga que ver con que la velocidad de la luz en un sentido sea una pregunta sin sentido. Sin faltarle el respeto al OP: no es una pregunta tonta , solo sin sentido .
Definir , no como la velocidad arbitraria a la que viaja algo llamado fotón, sino como la velocidad de la influencia causal . Un haz de luz es un campo magnético oscilante que induce un campo eléctrico oscilante que induce un campo magnético oscilante y así sucesivamente. es la velocidad a la que ocurre esa inducción, por lo que inferiríamos que un cuanto de luz, el frente de propagación en el que el campo eléctrico y el campo magnético se están convirtiendo entre sí, debería viajar a .
Toda influencia causal se propaga en . Si modelamos el universo como formado por partículas que emiten campos de fuerza, cuando la partícula se mueve, para que ese movimiento influya causalmente en otra cosa, el cambio en la forma de su campo de fuerza necesita llegar a otra partícula. El frente de propagación del cambio en el campo de fuerza viaja a , la velocidad de la influencia causal.
Los procesos macroscópicos son las gestalts de innumerables interacciones de partículas fundamentales, y los objetos macroscópicos son solo procesos macroscópicos que mantienen más o menos el mismo carácter durante el período de tiempo de la atención humana.
Entonces, si hace que c sea más rápido en una dirección, todo lo que puede medir es proporcionalmente más rápido en esa dirección... incluida la secuencia de interacciones fundamentales que forman una regla de un metro o cualquier otra cosa que desee usar para medir la distancia. El resultado final es que un universo en el que varía es indistinguible de un universo en el que es una constante
Su experimento propuesto enfrenta dificultades prácticas y teóricas.
Prácticamente, la luz recorrerá 1 km en unos pocos microsegundos. Esto significa que cualquier efecto que use para activar el temporizador en el otro extremo, por ejemplo, su bola de metal rodante, tendría que tener una velocidad que pudiera medirse de manera confiable con suficiente precisión para que la incertidumbre en su tiempo de viaje fuera significativamente menor que un unos microsegundos. Dudo que una bola rodante satisfaga los requisitos necesarios. En cuanto al sonido, no viaja en un tubo de vacío. También tendrías que medir la longitud del tubo con mucha precisión.
La dificultad teórica a la que se enfrentaría es que no podría estar seguro de que la velocidad de su efecto desencadenante fuera independiente de la dirección. Suponga que decide activar el temporizador acelerando un electrón a una velocidad calculable y enviándolo por un tubo de vacío de 1 km de largo. La aceleración sería provocada por efectos electromagnéticos, que a su vez se propagan a la velocidad de la luz, entonces, ¿cómo podría estar seguro de que el electrón definitivamente fue acelerado a la velocidad correcta (a menos, por supuesto, que cronometrara su velocidad, pero eso te lleva de vuelta al problema de sincronización del reloj)? Tampoco podría estar seguro de que la longitud del tubo de vacío, que está determinada por las interacciones electromagnéticas entre sus átomos constituyentes, no varió minuciosamente dependiendo de su orientación debido a la diferencia en la velocidad de la luz de una dirección a otra.
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