¿Puede alguien decirme el problema con este método para medir la velocidad de la luz en un sentido? ¡Me esta volviendo loco!

Me cuesta entender la idea de que la velocidad de la luz en un solo sentido es inconmensurable. He visto varios videos (incluido el de Veritasium), leí el artículo de Wikipedia y leí algunas preguntas sobre Stack Exchange y nadie parece proponer esta configuración exacta que me parece la forma más obvia de hacerlo. ¿Puede alguien señalar lo que me estoy perdiendo aquí?

Si estoy a la misma distancia de la fuente de luz que de la luz del espejo, entonces SÉ a qué distancia está cada luz, ¿correcto? Por lo tanto, parece haber dos posibilidades:

  • La luz tarda el MISMO tiempo en viajar en ambas direcciones equidistantes

O

  • La luz tarda DIFERENTES tiempos en viajar cada dirección equidistante

Para probar esta primera pregunta, simplemente puedo cambiar la orientación de la fuente, el espejo y el detector (las distancias permanecen iguales entre ellos cada vez) y ejecutar el experimento varias veces. Si el tiempo entre el detector que recibe fotones de ambas fuentes de luz es EL MISMO para cada orientación en una esfera completa, entonces puedo concluir:

  • La luz viaja a la misma velocidad cuando viaja la misma distancia sin importar la dirección (Esto solo indica que la luz viaja a la misma velocidad HACIA mí, pero puede ser una velocidad diferente LEJOS de mí).

O

  • La distorsión entre las dos distancias está acoplada de alguna manera (es decir, una se acorta exactamente como la otra se alarga). Si ESTO fuera cierto, entonces cambiar los ángulos entre los vectores (es decir, cambiar la altura del triángulo isósceles) debería producir resultados diferentes porque está cambiando dos direcciones pero no la dirección entre la fuente y el espejo.

Si el último caso es cierto, entonces hemos probado que la luz viaja a diferentes velocidades en diferentes direcciones y eso abre una lata entera de gusanos. (Probablemente no sea el caso).

Sin embargo, si el primer caso es cierto, entonces tenemos una forma de medir la velocidad de la luz en un solo sentido porque ahora podemos simplemente restar los tiempos de viaje de la luz que viaja desde la fuente como desde el espejo y obtener una velocidad de un solo sentido de luz entre la fuente y el espejo. (No importa que los tiempos de ida y vuelta puedan ser diferentes).

Ecuación básica:

[(tiempo que el observador ve el reflejo del espejo) - (tiempo de viaje del espejo al observador)] - [(tiempo que el observador ve la fuente) - (tiempo de viaje de la fuente al observador ] = (tiempo de viaje de la fuente al espejo)

(t_om - t_mo) - (t_os - t_so) = t_om - t_os = t_sm

When  t_so = t_mo

s = source,     m = mirror,     o = observer/detector

Una vez que tenga el tiempo de viaje desde la fuente hasta el espejo, simplemente mida la distancia desde la fuente hasta el espejo y tendrá su velocidad en un solo sentido.

¿Qué me estoy perdiendo?

(Vea el diagrama de configuración a continuación).

Configuración de velocidad de la luz unidireccional

No estoy seguro, por lo que es un comentario, no una respuesta. SO y MO tienen componentes (considerándolas vectores) a lo largo de la dirección de SM. Estos componentes tienen signo opuesto y, por lo tanto, posiblemente diferentes velocidades y estás de vuelta en el problema inicial.
Si viaja de París a Londres, la hora local de llegada es solo un poco más que la hora local de partida. Si viaja en la otra dirección, entonces hay una mayor diferencia horaria. De nada sirve medir velocidades para detectar este efecto. Es simplemente el resultado de la convención de poner en hora los relojes en diferentes países. La idea de la "velocidad de la luz en un solo sentido" es la misma; ha sido mal nombrado.

Respuestas (1)

El problema aquí es simplemente "el observador del tiempo ve la luz". ¿A qué hora graban? ¿La hora en su reloj? No se puede garantizar que estén sincronizados debido a la relatividad.

La medida en que puede sincronizar los relojes es posible, aquí se describen algunos métodos: https://en.wikipedia.org/wiki/One-way_speed_of_light#The_one-way_speed

Sí, el observador simplemente usaría cualquier dispositivo de medición de tiempo que tenga para registrar el tiempo que la luz de la fuente lo alcanza y el espejo lo alcanza. Si la fuente es un pulso, el observador podría simplemente usar un sensor de luz que registre la marca de tiempo.
¿Por qué dices que necesitamos "sincronizar" cualquier otro reloj? Estamos haciendo una medición "unidireccional", por lo que estamos usando solo el reloj del observador. Medimos el tiempo de llegada entre dos pulsos de luz de la fuente y el espejo (que se acoplan por reflexión). La distancia a cada fuente de luz es la misma, por lo que se puede ignorar el tiempo de viaje (si c es igual en ambas direcciones), O el tiempo de llegada delta cambiaría con diferentes orientaciones si c viaja a diferentes velocidades en diferentes direcciones. ¿Correcto?
No entiendo cómo el viaje de París a Londres es relevante aquí. Ninguno de los marcos de inercia se mueve uno con respecto al otro.
@JDUdall, ¿cómo pretende medir el "tiempo desde la fuente hasta el espejo" y el "tiempo desde la fuente hasta el observador" sin 3 relojes? Con 1 reloj todo lo que puedes medir es el tiempo de llegada de cada fotón.
@ Señor O, vea la ecuación: (t_om - t_mo) - (t_os - t_so) = t_om - t_os = t_sm Porque sabemos la longitud de so y mo, y so = mo, sabemos que si c es constante el recorrido el tiempo para ambos sería igual y por lo tanto puede ser negado. Por lo tanto, el delta t entre observar la señal y observar el espejo será igual al tiempo de viaje desde la señal hasta el espejo. Podemos probar si c es constante en todas las direcciones reorientando la configuración y realizando el experimento una y otra vez. También podemos cambiar la duración de SM y volver a ejecutar el experimento para detectar cualquier cambio en el tiempo de viaje.
@JDUdall jajaja, sí, asumir que c es constante, dos caminos en diferentes direcciones definitivamente es una trampa para la definición de "velocidad de la luz en una dirección"
@ Señor O, expresamente NO asumo que c es constante en dos caminos de diferentes direcciones. Incluí métodos para PROBAR esto, moviendo todo el aparato de prueba a través de múltiples direcciones en el espacio para probar cada dirección. Por ejemplo, si la velocidad de la luz NO es constante a lo largo de los dos caminos, entonces barriendo los dos brazos (SO y MO) a través del espacio y realizando la prueba en cada orientación y barriendo una esfera, debería poder probar todas las direcciones para confirmar ( o refutar) que la luz es de hecho constante en todas las direcciones.
@JDUdall Creo que simplemente no comprende lo que significa el principio de "no se puede medir la velocidad de la luz en un solo sentido". Significa que no se puede medir directamente la velocidad de la luz en un sentido. Por supuesto, puede encontrar un millón de métodos para confirmar que c es isotrópico y luego medir indirectamente la velocidad de la luz en un sentido. eso no es nuevo
@ Señor, Claro que no entendí, por eso hice la pregunta. Tampoco dije que estaba haciendo algo "nuevo". Creo que ahora tengo una idea de por qué es imposible simplemente debido a la naturaleza de lo que se define como "unidireccional", pero tampoco parece un gran "problema". Sin embargo, es una característica interesante del universo a tener en cuenta.