Односторонний эксперимент со скоростью света, без часов и зеркал (с симуляцией)

К сожалению, просто невозможно измерить скорость света независимо от вашего соглашения о синхронизации. В этом случае, если вы используете стандартное соглашение об изотропной синхронизации, сокращение длины также будет изотропным, как и односторонняя скорость света. Если вы используете соглашение об анизотропной синхронизации, то сокращение длины будет анизотропным, как и односторонняя скорость света.

В этом случае анизотропное сокращение длины приводит к искривлению стенки устройства. Из-за этой кривизны свет будет проходить с одной и той же скоростью вращения независимо от односторонней скорости света.

Немного упростим эксперимент, заменив вращение затвора линейным движением перпендикулярно пути света. Скажем, ширина зазора в кадре покоя, измеренная перпендикулярно пути света, равна$y$.

Поскольку затвор движется с релятивистской скоростью$v$, сокращенная ширина$y'$становится

где$c_y$- скорость света вдоль оси, перпендикулярной пути света. Это значение необходимо для того, чтобы рассчитать исходное значение$c_x$которая представляет собой одностороннюю скорость света вдоль горизонтальной оси x:

где$L$- горизонтальная длина прохода затвора, через который проходит световой луч, и$t$есть время, за которое свет едва проходит от открывающегося края до противоположного закрывающего края движущегося прохода, измеренное в системе покоя (можно экспериментально подобрать скорость$v$чтобы это было так)

Но теперь вы сместили задачу на перпендикулярную ось - как вы измерите$c_y$?

То, как мы определяем форму чего-либо, в конечном счете сводится к взаимодействию с ним путем отражения от него с-распространяющегося сигнала. Если аппарат выглядит как круг с прямолинейным отверстием через него для нас, опрашивающих его с-распространяющимися сигналами, то аппарат выглядит как круг с прямолинейным отверстием через его середину для с-распространяющегося сигнала вы пытаетесь стрелять через аппарат.

Если аппарат выглядит как круг с волнистой линией (как логотип Pepsi или инь-ян) в середине (потому что он вращается достаточно быстро, чтобы деформироваться), то он будет выглядеть как круг с волнистой линией через середину. посередине к лазеру, которым вы пытаетесь прострелить аппарат.

Вы получите ответ Дейла, если мы позволим аппарату быть абсолютно жестким, то есть скорость, с которой силы распространяются в среде, равна скорости света, поэтому аппарат деформируется как скорость света против скорости вращения.

Вы можете привести аргумент, что скорость звука в любой заданной среде линейно зависит от скорости света, но в этом нет необходимости. Если фотоны, отражающиеся от аппарата и попадающие в нашу сетчатку, говорят нам, что существует прямой путь от одного конца к другому, значит, есть путь от одного конца к другому, прямой для фотонов.

Я предполагаю, что этот вопрос был вдохновлен тем же видео Veritasium, что и все остальные.

Как объяснялось в ответах на более ранние вопросы, все, что он делает в этом видео, определяет «скорость» по-разному, так что одним и тем же физическим явлениям присваиваются разные значения скорости, некоторые из которых$\infty$вместо$c$. Его нельзя сфальсифицировать, потому что это всего лишь игра слов.

См., например, этот ответ . Цитата из него:

Когда мы говорим, что скорость света постоянна, мы имеем в виду, что существуют координаты , относительно которых она постоянна. В ньютоновском корпускулярном мире таких координат не существовало бы, поэтому тот факт, что они существуют в реальном мире, имеет физический смысл. [...]

Также существуют координаты, относительно которых скорость света непостоянна. Это не имеет физического смысла, потому что ни одна теория не может их избежать; всегда можно сделать формальную замену переменных [...]

Если$(x,t)$— стандартные инерциальные координаты, то по координатам$(x,t')$где$t'=t-x$, скорость света$|dx/dt'|$варьируется от$c/2$к$\infty$в зависимости от направления. Почему мы не видим в этом анизотропию неба? Потому что Вселенная в разных направлениях постарела на разную величину, и их возраст отличается ровно на столько, чтобы компенсировать разное время прохождения света.

Итак, давайте применим это здесь. Вы написали:

должна быть некоторая скорость вращения, при которой свет не может пройти по пути, если скорость света конечна.

Если свету позволить изменить направление, то он всегда сможет пройти, потому что скорость аппарата везде меньше скорости света, так что свет может перемещаться радиально, а также двигаться поперечно, избегая боковых сторон.

Если свету не позволено менять направление, то он не может пройти при достаточно высоких скоростях вращения, даже если его «скорость» бесконечна, потому что по отношению к$t'$используется для определения «бесконечной» скорости, путь достаточно изогнут, чтобы через него не было прямого пути. Почему он изогнут? Поскольку (предположим$(x,t)$координаты, с которых мы начали, были центром импульса пути),$t' = t-x$проходит через разные изотропные времена$t$в разных$x$позиции, по сути ловя разные моменты времени вращения пути.

В этих координатах путь не всегда искривлен. Он наиболее изогнут, когда он примерно параллелен$x$оси и прямо, когда он находится в$yz$самолет. Но вы не можете получить свет, когда он в$yz$плоскости, потому что скорость света в этом направлении не$\infty$, но$c$.

Эта направленная анизотропия не реальна. Задача внутренне симметрична. В этих координатах он кажется анизотропным, потому что сами координаты анизотропны без всякой причины.