Одностороння швидкість світла

Одношляхове вимірювання швидкості світла по замовчуванню не може бути виміряне незалежно від конвенції по синхронізації годинників, які знаходяться біля джерела та приймача світла, в рамках 'спеціальної теорії відносності'. Проте цілком можливо вимірювати експериментально прямо-зворотну швидкість (або двошляхову швидкість світла) від джерела до детектора, а потім назад – від детектора до джерела. Використання терміну round-trip speed в англомовній літературі є не зовсім коректним, оскільки наводить на так званий «коловий» («round») рух, в рамках якого спеціальна теорія відносності не працює. Альберт Ейнштейн запропонував конвенцію щодо синхронізації, в рамках якої одно- та двошляхове вимірювання швидкості світла є еквівалентні. Постійність одношляхової швидкості світла в будь-якій довільно вибраній системі відліку відіграє роль бази в рамках спеціальної теорії відносності. Проте всі передбачення цієї теорії, які можна перевірити експериментально, не залежать від цієї конвенції.[1][2] [3] [4][5][6][7][8]

Протягом останніх ста років були здійснені численні експерименти з одношляхового вимірювання швидкості світла, проте жоден з них не був успішним (?)[9] Пізніше було показано, що ці експерименти насправді вимірюють двошляхову швидкість світла.[1][10]

Слід відзначити, що швидкість світла в рамках теорії відносності не визначається, як фізична величина, а береться з електродинаміки. При цьому розглядається два принципово відмінних середовища: «матеріальне середовище», в якому присутні матеріальні тіла, а також «нематеріальне середовище», або «вільний пустий простір»/ «вакуум»/ «ефір».

Одношляхова проти двошляхової швидкості світла[ред. | ред. код]

Двошляхова швидкість[ред. | ред. код]

Двошляхова швидкість світла – це середнє значення швидкості від однієї точки (джерела) до дзеркала і назад. Оскільки світло стартує і фінішує в одному і тому ж місці, то для вимірювання повного часу потрібен тільки один годинник. Таким чином, швидкість світла може бути визначена без використання процедури синхронізації годинників. Будь-яке вимірювання, в якому світло розповсюджується вздовж «закритого шляху» сьогодні розглядається як двошляхове вимірювання.

Численні експерименти показали, що в будь-якій «інерціальній системі відліку» двошляхова швидкість незалежна від «замкненого шляху», який розглядається.

Оскільки в 1983 році одиниця метр була визначена, як відстань що проходить світло у вакуумі за 1/299 792 458 секунди.[11] Це означає, що швидкість світла уже не може бути виміряна в рамках системи SI, проте довжина метра може бути погоджена з іншими стандартами довжини і змінюватися з часом.

Одношляхова швидкість[ред. | ред. код]

Одношляхова швидкість світла є невизначена по замовчуванню, оскільки не визначене поняття «одномоментності» події для двох різних точок у просторі, розділених певною відстанню. Щоб виміряти час, що витрачає світло для проходження певної відстані між двома точками простору, необхідно знати час старту, та час фінішу в одному масштабі часу. Це вимагає наявність двох синхронізованих годинників, один на старті, а інший – на фініші, або деякий засіб що дозволяє посилання сигналу з нескінченною швидкістю. Проте таких засобів, що передають інформацію з нескінченною швидкістю на сьогодні не існує. Таким чином, середнє значення одношляхової швидкості вимагає процедури синхронізації» двох годинників на старті та фініші. Очевидно, що це є предмет конвенції експериментаторів.

Перетворення Лоренца і визначає таку «конвенцію» для вимірювання часу в рамках одношляхового вимірювання швидкості світла в незалежній інерціальній системі відліку.[12]

Процедура синхронізації годинників[ред. | ред. код]

Спосіб, в який проводиться дистанційна синхронізація годинників, може впливати на всі залежні від часу виміри на певних відстанях, особливо при вимірювання швидкості або прискорення.

Конвенція Ейнштейна[ред. | ред. код]

Цей метод синхронізує дистанційні годинники в такий спосіб, що одношляхова швидкість світла стає рівною двошляховій швидкості світла. Деталі цього методу, а також умови, що забезпечують його достовірність, розглянуті в статті Синхронізація Ейнштейна.

Примітки[ред. | ред. код]

  1. ↑ а б Yuan-Zhong Zhang (1997). Special Relativity and Its Experimental Foundations. World Scientific. ISBN 978-981-02-2749-4. Процитовано 12 жовтня 2012. {{cite book}}: Проігноровано невідомий параметр |name= (довідка)Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання)
  2. ↑ Anderson, R.; Vetharaniam, I.; Stedman, G. E. (1998), Conventionality of synchronisation, gauge dependence and test theories of relativity, Physics Reports, 295 (3-4): 93—180, Bibcode:1998PhR...295...93A, doi:10.1016/S0370-1573(97)00051-3
  3. ↑ Conventionality of Simultaneity.Allen Janis.2010
  4. ↑ Mathpages: Conventional Wisdom and Round Trips and One-Way Speeds
  5. ↑ Edwards, W. F. (1963). Special Relativity in Anisotropic Space. American Journal of Physics. 31 (7): 482—489. Bibcode:1963AmJPh..31..482E. doi:10.1119/1.1969607.
  6. ↑ Winnie, J. A. A. (1970). Special Relativity without One Way Velocity Assumptions. Philosophy of Science. 37: 81—99, 223—38. JSTOR 186029.
  7. ↑ Rizzi, Guido; Ruggiero, Matteo Luca; Serafini, Alessio (2004). Synchronization Gauges and the Principles of Special Relativity. Foundations of Physics. 34 (12): 1835—1887. arXiv:gr-qc/0409105. Bibcode:2004FoPh...34.1835R. doi:10.1007/s10701-004-1624-3.
  8. ↑ Sonego, Sebastiano; Pin, Massimo (2008). Foundations of anisotropic relativistic mechanics. Journal of Mathematical Physics. 50 (4): 042902-042902-28. arXiv:0812.1294. Bibcode:2009JMP....50d2902S. doi:10.1063/1.3104065.
  9. ↑ Michael Tooley (2000). Time, tense, and causation. Oxford University Press. с. 350. ISBN 978-0-19-825074-6. {{cite book}}: Проігноровано невідомий параметр |name= (довідка)
  10. ↑ Jong-Ping Hsu, Yuan-Zhong Zhang (2001). Lorentz and Poincaré Invariance: 100 Years of Relativity. World Scientific. ISBN 978-981-02-4721-8.
  11. ↑ 17th General Conference on Weights and Measures (1983), Resolution 1,
  12. ↑ Zhang (1997), p 24
На цю статтю не посилаються інші статті Вікіпедії.
Будь ласка розставте посилання відповідно до прийнятих рекомендацій.
Ця стаття є сирим перекладом з іншої мови. Можливо, вона створена за допомогою машинного перекладу або перекладачем, який недостатньо володіє обома мовами. Будь ласка, допоможіть поліпшити переклад.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Одностороння_швидкість_світла&oldid=42368590