Это постулат или хорошо доказанный факт, что скорость света остается постоянной относительно любого наблюдателя?

Мне интересно, считается ли постулатом или доказанным явлением, что c является постоянным независимо от скорости наблюдателя?

Любой. Оба.

Эйнштейн принял это как постулат в своей статье 1905 года по специальной теории относительности. Из него он доказал различные вещи о пространстве и времени.

Независимость от кадра$c$также экспериментально поддерживается. Это то, что показал эксперимент Майкельсона-Морли (хотя он не был правильно истолкован гораздо позже).

Можно также принять другие постулаты специальной теории относительности, описывающие свойства симметрии пространства и времени. В этом случае постоянство$c$становится теоремой, а не аксиомой. С современной точки зрения этот подход имеет больше смысла, чем аксиоматизация Эйнштейна 1905 года, которая отводит свету особую роль и определяет$c$как скорость света. Сегодня мы знаем, что свет — это лишь одно из нескольких полей, и$c$это не скорость света, а скорее коэффициент преобразования между единицами измерения пространства и времени. Симметричный подход восходит к WvIgnatowsky, Phys. Цейтс. 11 (1911) 972, и их можно найти в различных других современных презентациях, таких как эта или моя собственная .

Используя ортогональные оптические резонаторы, лабораторные испытания по проверке изотропии c прошли долгий путь. Цитата из http://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.80.105011

« Анализ данных, зарегистрированных в течение одного года, устанавливает предел анизотропии скорости света$\Delta c/c \sim 10^{-17}.$Это представляет собой наиболее точный лабораторный тест изотропии c на сегодняшний день и позволяет ограничить параметры расширения Лоренца, нарушающего стандартную модель физики элементарных частиц, до уровня$10^{-17}.$. "

Таким образом, этот метод обеспечивает более точное повторение эксперимента Майкельсона-Морли. В нем сравниваются резонансные частоты двух ортогональных оптических резонаторов, реализованных в едином блоке плавленого кварца и непрерывно вращающихся на прецизионном поворотном столе с воздушными подшипниками. Эксперимент, в свою очередь, обеспечивает чрезвычайно точную лабораторную проверку изотропии c.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Однако то явление, что мера c постоянна, многих смущает.

Представьте, что у нас есть полая труба длиной 300 000 км. Если мы пошлем вспышку света через трубку, ей потребуется 1 секунда, чтобы пройти через трубку, так как скорость света составляет 300 000 км/с.

. . . . . . . . . . . . . . .

$$(1)\quad L'=L\sqrt{1-v^2/c^2}\quad \quad(2)\quad t'=t\sqrt{1-v^2/c^2}\quad \quad \quad(3)\quad L(v/c^2)$$ Однако, как показано на диаграмме выше, если мы разгоним трубу до скорости 260 000 км/с, длина сократится с 300 000 км до 150 000 км, а часы, расположенные на борту трубы, 2А и 2В, теперь будут тикают вдвое медленнее, чем любые часы, расположенные в стационарной системе отсчета. Эти результаты основаны на уравнениях СР (1) и (2). На основании уравнения (3) часы 2А опережают часы 2В на 0,866 секунды.

Мы снова посылаем вспышку света от (S) источника к (D) назначению, и, таким образом, свет, в свою очередь, проходит через трубку от заднего конца к переднему. Для тех, кто находится в стационарной системе отсчета, скорость этой вспышки света в космосе составляет 300 000 км/с, как и ожидалось. Таким образом, свет движется на 40 000 км/с быстрее, чем труба. Таким образом, это занимает приблизительно 3,73 секунды. для прохождения света через трубку (150 000 км/40 000 км/с). Однако на борту трубки часы тикают с половинной скоростью, поэтому эти часы будут измерять только период времени 1,866 с (3,73 * 0,5).

Теперь представьте, что свет достиг задней части трубки, когда часы 2А показали 0,00. Таким образом, когда свет достигает передней части трубки, часы 2А регистрируют 1,866 секунды. Но часы 2В отстают от часов 2А на 0,866 секунды, поэтому, когда свет достигает передней части трубки, часы 2В зарегистрируют 1,866 - 0,866 = 1 секунду. Следовательно, судя по измерительным приборам, кажется, что свету потребовалась одна секунда, чтобы пройти через трубку от задней части к передней. Похоже, что с точки зрения трубок ничего не изменилось.

Даже если свет распространяется в направлении, противоположном направлению движения трубки, опять же, из-за смены измерительных инструментов, период времени в 1 секунду измеряется как время, необходимое для прохождения света через трубку. Это происходит даже при том, что внешнему наблюдателю, находящемуся в стационарной системе отсчета, свету потребовалось всего 0,268 секунды, чтобы пройти через трубу спереди назад. (0,268 с * 0,5 замедления времени) + (+0,866 с смещение часов) = 1 с.

Таким образом, очевидно, что свет при прохождении через трубку не меняет своей скорости 300 000 км/с. Однако для тех, кто находится на борту движущейся трубы, несмотря на то, что они находятся в движении, они тоже считают скорость света равной 300 000 км/с.

Это хорошо обоснованное наблюдаемое явление. Наука имеет дело только с предварительными истинами, но эта гипотеза претерпела (и прошла) огромное количество скрупулезных экспериментов и математических формулировок.

В нелоренцевской интерпретации физика работает по-разному во всех системах отсчета, за исключением одной-единственной, необнаружимой, привилегированной системы отсчета, и все остальное, что не согласуется с этой системой отсчета, во всех смыслах и целях иллюзорно. Эта точка зрения была в значительной степени дискредитирована, поскольку, наоборот, интерпретация специальной теории относительности была подтверждена наблюдениями без фальсификации до сих пор, и изотропия Вселенной (физика работает во всех системах отсчета, независимо от ориентации или скорости) кажется правильной. Хотя неолоренцианская точка зрения по существу нефальсифицируема, даже теории с предсказательной способностью (которая по существу равна способности СТО), но с дополнительными компонентами, которые не требуются для объяснения фактов, с большей вероятностью будут ошибочными.