¿Medir la velocidad de la luz en un solo sentido? [cerrado]

Este experimento no medirá la velocidad de la luz en absoluto, y mucho menos la velocidad en un sentido (que es imposible de medir sin hacer una suposición de simultaneidad).

Para este experimento específico, no se mide la velocidad en absoluto. Tenemos un engranaje giratorio que alternativamente bloquea y deja pasar la luz. En el lado del detector, obtenemos un rastro que muestra que la luz se bloquea y pasa alternativamente. No hay información en ese rastro que nos permita determinar la velocidad de la luz. Independientemente de la velocidad de la señal o la longitud del camino, la traza será la misma.

Para convertir esto en una medida de velocidad, se necesitaría un par de relojes sincronizados para que pueda encontrar cuándo el diente del engranaje bloquea la luz y cuándo el rastro del detector muestra que la luz está bloqueada. Sin esa información de tiempo adicional, la traza no da ninguna información de velocidad. Desafortunadamente, el proceso de sincronización habitual ya asume que la velocidad de la luz en un sentido es isotrópica, que es precisamente lo que estábamos tratando de medir.

En general, cualquier medición de la velocidad de la luz en un sentido asumirá explícita o implícitamente alguna convención de sincronización. Esa suposición determina la velocidad medida. Así que no hay forma de medir la velocidad de la luz en un solo sentido. Dado que la velocidad bidireccional de la luz es isotrópica, tiene sentido usar la convención de que la velocidad unidireccional de la luz también es isotrópica, pero es una convención.

Algunas personas piensan que solo es cuestión de agregar una complicación más a su experimento, pero no es así. La definición de la velocidad de la luz en un sentido depende de sus coordenadas de tiempo y, por lo tanto, de su elección de convención de sincronización. No se trata de ser un experimentador inteligente, es simplemente una cuestión de definiciones.

Quería agregar esto como un comentario, pero no puedo debido a la baja reputación, así que escribiré un poco más.

El experimento se construye así:

fuente de luz------------rueda giratoria--------------detector

Tan pronto como la rueda giratoria se aparta, la luz incide en el detector y usted mide el tiempo y, conociendo la distancia, obtiene la velocidad. ¿Entiendo correctamente?

No creo que esto funcione. Esto tiene el mismo problema que medir la velocidad de la luz con dos relojes (como en el video de Veritasium), pero ahora se intercambia un reloj con la rueda. La rotación de la rueda se fija con un reloj y luego mueves el reloj hacia el detector. Porque el tiempo que se mide al final es la diferencia de tiempo entre la rueda y el reloj en el detector. Y debido a la relatividad especial, esto no funciona.

Creo que podemos medir la velocidad de la luz en un sentido. necesitamos redefinir la simultaneidad. Mi proposición es la siguiente: si un cuerpo rígido AB de longitud l se mueve sin aceleración paralela al eje X y en el momento t0 su punto A está en la ubicación x, entonces simultáneamente su punto B está en la ubicación x+l

Ahora diseñemos el experimento para sincronizar relojes distantes y medir la velocidad de la luz en un sentido:

Imagine cuatro naves espaciales volando como un cuadrado perfecto EFGH hacia (o alejándose) de los puntos ABCD sin moverse (al menos entre sí), donde AD es paralela a EF y la distancia EF es igual a AD. Los puntos EG deben ser colineales con los puntos AB y los puntos FH colineales con CD. Asegurarse de que ABCD (y EFGH) sea un cuadrado es relativamente fácil, ya que la velocidad bidireccional de la luz es constante: podemos medir (y corregir, si es necesario) las distancias BD y CA enviando señales luminosas de B a D (y de C a A) y viceversa Ahora podemos medir la distancia de A a G (L) y de D a H (L') usando la señal de luz (láser) enviada de A a G (y reflejada de vuelta a A) así como la distancia desde D a H. Si la distancia AG (L) es igual a DH (L'), las señales de A y D se han enviado simultáneamente. Por supuesto, las mediciones podrían realizarse en modo continuo y, por ejemplo, si AG = 1000 km se ha medido en A a las 12:00 y DH = 1000 km en D a las 12:15, tendríamos que ajustar los relojes en consecuencia. Lo siento, no pude pegar mi dibujo, pero es bastante simple de visualizar.

Si bien la mayoría de los enfoques para la medición de la velocidad de la luz en un sentido son, en el mejor de los casos, ambiguos, hay casos en los que la suposición de que la velocidad de la luz es isotrópica es esencial para el funcionamiento adecuado del sistema. La red internacional de cronometraje de púlsares es un ejemplo y la interferometría de radioastronomía de línea de base muy larga (VLBI) es otro. En ambas aplicaciones, la anisotropía de la velocidad de la luz introduciría errores significativos. Estos errores nunca se han observado. Si bien no es absolutamente concluyente, es razonable suponer que la velocidad en un solo sentido derivada de las mediciones en ambos sentidos es válida.