Действительно ли теория Эйнштейна оспаривается недавней статьей в новостях?

В новостях недавно появилась статья , написанная Ниайешем Афшорди и Жоао Магейхо, в которой утверждается, что она бросает вызов теории Эйнштейна о постоянстве скорости света. В нем говорится, что свет мог двигаться быстрее на начальных стадиях Большого взрыва, что, по-видимому, опровергает гипотезу инфляции.

Мой вопрос в том, действительно ли это опровергает теорию относительности Эйнштейна, которая зависит от постоянства скорости света. Или это применимо только к очень ранней Вселенной?

Ответы (3)

Магейхо придумал идею переменной скорости света почти двадцать лет назад. Мотивация заключалась в том, чтобы объяснить однородность Вселенной. В то время инфляция все еще была несколько спорной (возможно, до сих пор), и теория Магейхо в основном задумывалась как альтернатива инфляции.

С тех пор инфляция стала более приемлемой, а теории VSL в целом стали менее популярными. Однако начинают раздаваться бормотания, что инфляция — настолько расплывчатая теория, что ее невозможно экспериментально доказать. То есть в теории так много настраиваемых параметров, что трудно понять, какие экспериментальные данные окончательно ее исключают. Именно в этом контексте теории VSL снова привлекают все больше внимания.

Но следует подчеркнуть, что нет никаких экспериментальных данных, которые окончательно исключали бы или исключали теории инфляции или VSL. Обе они остаются идеями, которые объясняют некоторые функции привлекательным образом, но ни одна из них сейчас не более чем привлекательная идея.

Что касается конфликта с общей теорией относительности, то обе теории касаются самых ранних моментов после Большого взрыва, и я подозреваю, что большинство физиков уже сомневаются, что ОТО будет ограничиваться самим Большим взрывом. Мы ожидаем, что некоторая квантовая гравитация станет важной в очень ранние времена. Так что я не уверен, что могу сказать, что сторонники VSL бросают вызов GR.

Новым элементом в статье Магейхо является твердое предсказание о влиянии VSL на космическое микроволновое излучение. Хотя текущие измерения реликтового излучения недостаточно точны, чтобы проверить предсказания Магейхо, измерения следующего поколения могут быть такими. Однако даже если измерения совпадут с предсказанием Магейхо, это покажет только то, что его теория VSL возможна, а не то, что она верна. Предсказанное им значение спектрального индекса также совместимо с целым рядом инфляционных теорий.

На ваш взгляд, что предлагает бритва Оккама? «Самое простое объяснение всех наблюдений обычно является правильным». «Так много настраиваемых параметров» обычно является плохим предзнаменованием для фундаментальной теории...
Я бы сказал, что инфляция — это не «теория». Однако бесспорно то, что всегда «невозможно экспериментально доказать» теорию. Я думаю, вы имеете в виду, что почти невозможно фальсифицировать.
Существуют экспериментальные доказательства теорий VSL: оптические часы идут медленнее, когда они ниже. См. интервью Дэвида Вайнленда : «Если одни часы в одной лаборатории на 30 сантиметров выше, чем часы в другой лаборатории, мы можем увидеть разницу в скорости их хода» . Оптические часы — это не какой-то космический газовый счетчик, по которому течет время. Он идет медленнее, когда он ниже, потому что свет идет медленнее, когда он ниже, а не по какой-либо другой причине.
Это координатная скорость света , а не локальная скорость света. Мы все согласны с тем, что координатная скорость света меняется — лучшее доказательство этого — гравитационное линзирование, которое происходит именно по этой причине. Однако это не то, что утверждает теория Магейхо. Его теория утверждает, что скорость света больше не является локально инвариантной.
По сути, в науке есть три типа утверждений: «опровергнутые», «еще не опровергнутые» и «нельзя опровергнуть, так что давайте проигнорируем»?
Я не совсем согласен с вашим четвертым абзацем. Я не совсем понимаю PRD полностью, но кажется, что он вполне привержен «биметрической» теории, что звучит для меня как окончательный разрыв со строгой ОТО. То, что это происходит только в режимах, где люди ожидают, что GR сломается, — это отдельный вопрос. С другой стороны, мне менее ясно, насколько инфляция совместима с ОТО.
@JanDvorak Кажется, да. Последнее «нельзя опровергнуть» в основном означает «не исключает никаких возможностей». Какая польза и какая предсказательная сила может быть у теории, которая ничего не помечает как невозможное?
@JanDvorak: я бы назвал их «устаревшими», «в настоящее время кажется наиболее разумным» и «кто знает».
@Джон Ренни: Эйнштейн назвал это скоростью света, а не координатной скоростью света. Локальная скорость света постоянна только из-за тавтологии , в которой локальное движение света используется для определения секунды и метра, которые затем используются для измерения... локального движения света. Ох! Поэтому, когда дело доходит до выбора между тем, что вы говорите, и тем, что сказал Эйнштейн, я выберу Эйнштейна, спасибо.
@JohnDuffield: это не тавтология. Если я дам вам метровый измерительный стержень и часы, вы сможете измерить, сколько времени требуется свету, чтобы пройти от одного конца вашего стержня до другого, и тем самым измерить скорость света. Куда бы вы ни взяли стержень и часы в искривленном пространстве-времени, вы будете измерять одну и ту же скорость, используя один и тот же стержень и одни и те же часы. Вы можете использовать любой вид часов, часовой механизм, атомный, что угодно, а также что угодно для вашей измерительной линейки. Это не имеет значения. Ты всегда будешь измерять мне скорость света с .
@Джон Ренни: это тавтология . Вы измеряете скорость света как c, когда используете оптические часы. Перейдите в более низкое место, где свет идет медленнее, и ваши оптические часы тоже идут медленнее. То же самое относится и к атомным часам, которые, по сути, являются микроволновыми оптическими часами. То же самое касается пьезоэлектрических часов, потому что вы все еще имеете дело с электромагнетизмом. То же самое касается часов с заводным механизмом из-за волновой природы материи. Эйнштейн не ошибся. Если вы говорите, что он был, вы в том же лагере, что и Пенчо Валев.

Действительно ли теория Эйнштейна оспаривается недавней статьей в новостях?

Нет. Потому что теория Эйнштейна — это теория VSL. См. цифровые документы Эйнштейна . Эйнштейн написал это в 1920 году, обратите внимание на второй абзац:

введите описание изображения здесь

Он сказал, что искривление световых лучей может происходить только в пространствах, где скорость света пространственно изменчива. Также см. задержку Шапиро , где можно прочитать, что согласно общей теории скорость световой волны зависит от силы гравитационного потенциала на ее пути. Любой, кто говорит вам, что скорость света не меняется, говорит вам о «современной» ОТО, которая не соответствует ОТО Эйнштейна. Они могут настаивать на том, что это так, но это не так.

В новостях недавно появилась статья, написанная Ниайешем Афшорди и Жоао Магейхо, в которой утверждается, что она бросает вызов теории Эйнштейна о постоянстве скорости света. В нем говорится, что свет мог двигаться быстрее на начальных стадиях Большого взрыва.

Боюсь, они ошиблись. Свет идет медленнее, когда он ниже. Потому что плотность энергии выше. Так что свет в ранней Вселенной тоже должен был двигаться медленнее. Если они говорят, что это произошло быстрее, то, ИМХО, они неправильно понимают теорию Эйнштейна, а не оспаривают ее.

что, по-видимому, опровергает инфляционную гипотезу.

Инфляция находится под некоторым давлением в эти дни. См. «Физик критикует космическую теорию, которую он помог понять» , где Пол Стейнхардт довольно критичен. Лично я скорее думаю, что когда вы правильно понимаете ОТО, вам просто не нужна инфляция - это решение проблемы, которой не существует.

Мой вопрос в том, действительно ли это опровергает теорию относительности Эйнштейна, которая зависит от постоянства скорости света.

Нет, потому что относительность Эйнштейна не зависит от постоянства скорости света. Еще одна статья, которую стоит прочитать: «Везде ли скорость света одинакова?». Дон Кокс на веб-сайте PhysicsFAQ "Baez". Ответ - нет.

Или это применимо только к очень ранней Вселенной?

Я не знаю причин, по которым это должно быть.

Авторы правильно поняли теорию Эйнштейна. Независимо от того, предсказывает ли он, что скорость света должна быть постоянной или меньшей в ранней Вселенной, они явно все еще оспаривают эту гипотезу, говоря, что есть вероятность, что она была быстрее (вызов от противного). Кроме того, постоянство присутствует в ОТО, потому что оно использует с как постоянная величина везде. В этой статье предлагается изменить не наблюдаемую скорость, а локальную допустимую скорость. Значение с предполагается, что сам он может быть переменным; функция времени. Что-то, чего вообще не видно в ОТО Эйнштейна
Причина, по которой мы могли бы считать ее применимой только к очень ранней Вселенной, заключается в том, что постоянство локальной скорости света согласуется с очень многими наблюдениями. Правда, наблюдаемая скорость может измениться, если смотреть с другого гравитационного потенциала; он может быть пространственно изменчивым, но это говорит о временной изменчивости
Приведенная вами цитата, по сути, подтверждает, что скорость света локально постоянна для соответствующих локальных систем координат на любой мировой линии. Вот что все имеют в виду, когда говорят, что это постоянно. И ОТО предполагала, что очень ранняя Вселенная следовала этой идее и что скорость света была локально одинаковой в любой заданной системе отсчета на протяжении всего этого периода. В документе утверждается, что в прошлом он мог быть быстрее, а это означает, что скорость даже в правильной системе отсчета Минковского в те ранние времена была бы выше, чем с . Не в результате местных гравитационных возмущений
Во избежание сомнений, ОТО не является теорией VSL в том смысле, в каком Магейхо использует этот термин. ОТО основана на том принципе, что многообразие везде локально Минковского, а это означает, что скорость света везде локально равна с . Это и означает, что скорость света постоянна. В цитируемой статье речь идет о координатной скорости света, и она действительно может сильно отличаться от с . В теории VSL этот принцип локальной инвариантности больше не выполняется. В этом ключевое различие между теорией VSL и GR.
@Jim: гравитационная волна является примером временной изменчивости скорости света. Проверьте гравитационные волны и пульсары . Далекие пульсары, кажется, идут быстрее, когда гравитационная волна проходит через вас, потому что ваши оптические часы идут медленнее, и вы тоже. Также см. arxiv.org/abs/0705.4507 , где Магейхо и Моффат ссылаются на тавтологию, в которой мы используем локальное движение света для определения нашей секунды и нашего метра, а затем используем их для измерения локального движения света.
Мне не нужно ссылаться на эту тавтологию, потому что определения метра и секунды здесь не использовались. Что касается пульсара, то это все еще пространственная изменчивость. Скорость света варьируется в определенных местах. Явление, вызывающее это, является временным, что делает дисперсию косвенной зависимостью от времени, но это не то же самое, что сказать: «Даже в минковской области пространства скорость света будет казаться переменной».
@Джон Ренни: см. отрывок из моего ответа выше, где Эйнштейн говорит, что специальная теория относительности _ «нигде точно не реализована в реальном мире». Специальная теория относительности применима только к бесконечно малому. Скорость света постоянна только в бесконечно малом. Падающий наблюдатель не может напрямую измерить первую производную потенциального изменения с, но он подвержен влиянию второй производной потенциальной приливной силы, которую нельзя преобразовать. Смотрите мой ответ здесь, где я ссылаюсь на Эйнштейна, говорящего это.
@Jim: ИМХО, вы должны отметить, что тавтология является причиной того, что вы не можете измерить какие-либо локальные изменения в c, будь то пространственные или временные изменения. Нет, гравитационная волна — это не то же самое, что расширяющаяся Вселенная, но это ситуация, когда пространственная плотность энергии меняется со временем. В расширяющейся Вселенной закон сохранения энергии говорит о том, что пространственная плотность энергии постоянно уменьшается. Это похоже на удаление от черной дыры, но с заменой пространства на время. NB: Я знаю, что люди говорят о темной энергии, но я не знаю ситуаций, когда энергия не сохраняется.
Сохранение энергии означало бы, что плотность энергии падает, как 1 а 3 . Это верно для материи; однако плотность энергии излучения падает, как 1 а 4 , что означает, что даже если вы игнорируете приблизительно постоянную плотность энергии темной энергии, вам все равно необходимо признать, что общая энергия, содержащаяся в материи и излучении (излучение относится к любой энергии, движущейся с релятивистскими скоростями), уменьшается в расширяющейся Вселенной.
И еще раз, постоянство скорости света было определено экспериментально ДО того, как определения метра и секунды были изменены, чтобы относиться к нему. Мы знали, что она постоянна, поэтому переопределили ее, чтобы устранить неопределенность. с , а не для обеспечения его постоянства.
Комментарии не для расширенного обсуждения; дальнейшее обсуждение уже высказанных моментов будет перенесено в чат.

Постулат Эйнштейна 1905 года о постоянной скорости света на самом деле ложен, но утверждение Магейхо о том, что в прошлом скорость света была выше, не имеет к этому никакого отношения. Постулат Эйнштейна утверждает, что скорость света одинакова для любого наблюдателя, неподвижного или движущегося, — утверждение, которое легко опровергнуть следующим образом:

Первоначально неподвижный наблюдатель (приемник) начинает двигаться к источнику света со скоростью v:

http://www.einstein-online.info/images/spotlights/doppler/doppler_static.gif (стационарный наблюдатель)

http://www.einstein-online.info/images/spotlights/doppler/doppler_detector_blue.gif (движущийся наблюдатель)

Возможны две гипотезы:

Гипотеза 1 (эмиссионная теория Ньютона): скорость света относительно наблюдателя изменяется от c до c'=c+v.

Гипотеза 2 (относительность Эйнштейна): скорость света относительно наблюдателя не меняется (c'=c).

Чтобы проверить две гипотезы, наблюдатель измеряет частоту — она смещается от f к

f' = c'/λ = (c+v)/λ = f(1+v/c) :

Цитата: "Движущийся наблюдатель. Теперь предположим, что источник неподвижен, но наблюдатель движется к источнику со скоростью v. За время t волны ct/λ проходят фиксированную точку. Движущаяся точка добавляет еще одну vt/λ. Итак, f' =(c+v)/λ."

Цитата: «Теперь давайте посмотрим, как это влияет на частоту света. Мы знаем, что даже без специальной теории относительности наблюдатели, движущиеся с разными скоростями, измеряют разные частоты. не изменится, если вы в машине скорой помощи.) Это называется доплеровским сдвигом, и для малой относительной скорости v легко показать, что частота смещается от f до f(1+v/c) (она идет вверх к вам, вниз от вас. Есть релятивистские поправки, но здесь они незначительны».

Ясно, что измерения эффекта Доплера подтверждают Гипотезу 1 и опровергают Гипотезу 2. Теория относительности Эйнштейна основана на ложном постулате, и от нее придется полностью отказаться.

Тогда как вы объясните en.wikipedia.org/wiki/Tests_of_special_relativity ?
Да, специальная теория относительности прекрасно предсказывает и объясняет эффект Доплера от движущихся источников/детекторов. Если вы собираетесь опровергнуть теорию, показав, что она не подтверждается наблюдениями, попробуйте использовать наблюдения, которые явно не предсказаны и не объяснены этой теорией.
См. эту статью Баэза , где Дон Кокс объясняет, что c не является константой даже в специальной теории относительности: «скорость света зависит от положения, когда ее измеряет неинерциальный наблюдатель, — это факт, обычно используемый лазерными гироскопами, которые составляют ядро ​​​​некоторой инерциальной навигации. систем... Наблюдения из инерциальной системы отсчета... производят скорость света, которая всегда равна c... но ускоренная система более естественна для нашего описания окружающего мира. В конце концов, мы не живем живет в свободном падении» .
Действительно ли теория Эйнштейна оспаривается недавней статьей в новостях?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v