Когда недавно измеряли скорость света?

Человечество эксплуатирует довольно много космических кораблей в разных местах Солнечной системы, и связь с их бортовыми компьютерами зависит от скорости света. Это связано с тем, что частота, на которой передаются и принимаются команды и данные, зависит от относительной скорости космического корабля и наземной станции на десятки кГц из-за эффекта Доплера ( относительная скорость космического корабля часто находится в диапазоне многих км/с и много связь происходит на гигагерцовых частотах, например S-диапазон ).

Кроме того, группы по динамике полета в различных космических агентствах постоянно отслеживают положение и скорость космических кораблей, выполняя очень точные измерения, которые также включают скорость света. Эти измерения коррелируют с прогнозами динамики полета, основанными на орбитальной механике. Любое серьезное разногласие будет представлять собой чрезвычайную ситуацию.

Не беспокойтесь: Homo sapiens XXI века очень быстро заметит, если скорость света попытается сыграть с нами злую шутку.

Скорость света измеряется очень точно прямо сейчас, чтобы это сообщение дошло до вас. Он идет по волокну, которое использует DWDM для разделения каналов, что требует, чтобы скорость света очень точно соответствовала ожиданиям инженеров.

А$2 \times 10^{-5}$изменение скорости света проявилось бы по-разному. Например, лазерный дальномер, который используется для контроля расстояния до Луны .

Причина, по которой никто не пытался провести параллельный тест скорости, связана с трудностями измерения скорости нейтрино . Между потребностью в высокоинтенсивном ускорителе умеренно высокой энергии на одном конце; физически большой детектор на другом конце; необходимость экранирования детектора от космических лучей; и желая, чтобы между ними было достаточно большое расстояние, чтобы выдержать неопределенность времени в наносекундном масштабе и при этом получить необходимую точность, линия полета нейтрино должна следовать хорде через Землю . Соответственно, единственный способ провести параллельное испытание — вырыть многосоткилометровый туннель, который уходит очень глубоко и является достаточно прямым, чтобы обеспечить непрерывную прямую видимость. Удачи получить финансирование для этого .

Нейтрино со скоростью, превышающей скорость света, было широко освещено, и поэтому есть смысл задуматься об этом предмете. Есть несколько теорий, предполагающих, что скорость света не является постоянной величиной, но это изменение будет происходить в течение жизни Вселенной. В любом случае, нет никаких доказательств таких изменений скорости света. Что касается того, как часто он измеряется, ну, все время. GPS-навигация постоянно использует специальную теорию относительности, в которую встроена скорость света. Хорошо подвергать сомнению давние теории в свете новых доказательств, но потребуется много времени, чтобы свергнуть Относительность с престола; она была проверена слишком строго, чтобы мы могли подвергать ее сомнению на основании одного статистического результата.

Невозможно, даже в принципе, однозначно обнаружить изменение скорости света во времени, и это было верно еще до того, как единицы СИ были переопределены, чтобы дать$c$определенное значение. Беда вот в чем$c$имеет единицы измерения, и если кажется, что фундаментальное единичное число изменяется со временем, всегда возникает двусмысленность в том, изменяется ли число или меняются стандарты, используемые для определения единицы измерения. Однозначно обнаружить изменение во времени можно только безразмерной константы. Например, вполне возможно, что безразмерная постоянная тонкой структуры$\alpha=e^2/\hbar c$со временем изменился, и были даже утверждения, что это было обнаружено. [Webb 2001] Это утверждение, вероятно, неверно, поскольку более поздние попытки воспроизвести наблюдения не увенчались успехом. [Chand 2004] Розенбанд и др. [Rosenband 2008] сделали это. лабораторные измерения, которые исключают линейное снижение альфа с течением времени, достаточно большим, чтобы согласовываться с результатами Уэбба. Даже если утверждения Уэбба верны, это не является доказательством того, что$c$меняется, как иногда утверждается в популярной прессе. Если эксперимент должен проверить, действительно ли фундаментальная константа постоянна, эта константа должна быть безразмерной.$c$в отличие от$\hbar$или$e$. У Джона Баэза есть хорошая веб-страница, посвященная безразмерным константам природы.

Дж. К. Уэбб и др., 2000 г., «Дополнительные доказательства космологической эволюции постоянной тонкой структуры», http://arxiv.org/abs/astro-ph/0012539v3 .

Дж. К. Уэбб и др., 2010 г., «Доказательства пространственного изменения постоянной тонкой структуры», http://arxiv.org/abs/1008.3907 ; физ. Преподобный Летт. 107, 191101 (2011)

H. Chand и др., 2004, Астрон. Астрофиз. 417: 853, http://arxiv.org/abs/astro-ph/0401094 ; См. также http://arxiv.org/abs/0711.1742 , http://arxiv.org/abs/0905.1516

Сриананд и др., 2004 г., Phys.Rev.Lett.92:121302, http://arxiv.org/abs/astro-ph/0402177 .

Дафф, 2002 г., «Комментарий к изменению фундаментальных констант во времени», http://arxiv.org/abs/hep-th/0208093 .

Баез, http://math.ucr.edu/home/baez/constants.html

Розенбанд и др., 2008, 319 (5871): 1808-1812, http://www.sciencemag.org/content/319/5871/1808.abstract

предполагаемая сверхсветовая скорость нейтрино [...]

Соответствующее сравнение между

• приход нейтрино к подходящему детектору, например нейтрино, которые двигались из ЦЕРН в LNGS ; и

• (первое возможное) обнаружение соответствующего «сигнального фронта» , например, относительно сигналов из-за любого одного сгустка нейтрино, выпущенного в ЦЕРН.

Очевидно, что по самому определению «сигнального фронта» детектор нейтрино в LNGS обязательно узнал бы о выбросе сгустка нейтрино в ЦЕРНе самое позднее по прибытию/обнаружению вылетевших нейтрино или даже раньше .

Какой-либо конкретный способ передачи сигналов, например передача нейтрино, не может предшествовать соответствующему сигнальному фронту; оно не может быть сверхсветовым (в этом конкретном смысле) по определению.

И этот аргумент, конечно, совершенно не зависит от особенностей установки, таких как возможное наличие или отсутствие «материала земной коры между» источником сигнала и приемником.

Когда была измерена скорость света [...] ?

«Скорость фронта сигнала», она же «скорость света в вакууме» — это просто однозначное ненулевое обозначение (часто сокращается как «$c_0$"или только"$c$"), который используется для выражения значений расстояния (характеризующих пары "концов", которые находились в состоянии покоя друг к другу) как "$\frac{c}{2} \text{ ping duration}$«Разумно измерять вместо этого коэффициенты длительности, особенно.