Замедляются ли фотоны?

Мы можем сравнить скорость туда и обратно со скоростью вдоль многоугольного пути.

Использование любой из этих моделей

• Свет теряет одну и ту же часть скорости при каждом отскоке.

• Свет теряет одинаковое количество скорости при каждом отскоке.

• Свет замедляется только при первом отскоке (не знаю почему, но давайте попробуем)

измеренная скорость многоугольного пути будет меньше, чем скорость туда и обратно.

И есть несколько классов интерферометров, которые используют многоугольные световые пути, поэтому эксперимент проводится регулярно как побочный эффект.

Уравнения, управляющие отражением света от поверхности, — это классическая электродинамика, или, если вы хотите серьезно относиться к этой квантовой электродинамике. Оба они симметричны во времени, т.е. если мы обменяем$t$для$-t$уравнения по-прежнему правильно описывают эволюцию во времени. Эта симметрия называется Т-симметрией .

Но если бы свет замедлился после первого отражения, это привело бы к временной асимметрии, потому что, если бы мы изменили направление времени, то получили бы световой луч, скорость которого увеличилась после первого отражения. Если бы существовала такая грубая временная асимметрия, это означало бы, что как классическая, так и квантовая электродинамика потерпели бы впечатляющие неудачи, и такие неудачи были бы немедленно обнаружены в экспериментах. Наша неспособность обнаружить нарушение Т-симметрии предполагает, что свет не может изменить скорость при отражении.

Как оказалось, нарушения Т-симметрии очень и очень малы, и недавно нам удалось найти им экспериментальное подтверждение. Однако эти нарушения связаны со слабым взаимодействием, а не с электромагнитным взаимодействием, и они не имеют отношения к скорости света.

Короче, мы не можем. Любое измерение скорости света, при котором свет распространяется только в одном направлении, требует синхронизации часов в источнике и пункте назначения. Любая схема синхронизации обязательно предполагает, что скорость света одинакова в обоих направлениях (из-за эффекта замедления времени из-за разнесения часов), поэтому никакое измерение не может быть выполнено без принятия вывода. Все, что мы знаем, это то, что средняя скорость светового луча на пути туда и обратно равна скорости света. Вот статья в Википедии по этому вопросу .

Однако вселенная, в которой свет движется быстрее в одном направлении, чем в другом, кажется крайне странной. Вселенная не выглядит иначе в одном направлении, чем в другом, но свет будет двигаться быстрее в одном направлении совершенно незаметно. Такого рода тайна граничила бы с космическим заговором с целью скрыть предпочтительное направление движения Вселенной.

Поскольку предположение о том, что свет движется с одинаковой скоростью во всех направлениях, позволяет нам делать очень точные прогнозы поведения Вселенной и многих вещей в ней, ученые чувствуют себя комфортно, делая такое предположение. Если свет и двигался с разными скоростями в разных направлениях, то теория относительности, похоже, полностью скрывает от нас этот факт, так что это в любом случае не имеет большого значения.

Замедляются ли фотоны?

Да, фотон, движущийся вниз, замедляется. Если оно отражается от зеркала на полу, а затем движется вверх, оно ускоряется. Не многие знают об этом, но это правда. Смотрите , везде ли скорость света одинакова? написано Доном Коксом, редактором PhysicFAQ. Также см. цифровые документы Эйнштейна . Эйнштейн сказал, что «искривление лучей света может происходить только тогда, когда скорость света пространственно изменчива» . Скорость света меняется в зависимости от комнаты, в которой вы находитесь. Если бы это было не так, свет не искривлялся бы и ваш карандаш не падал бы вниз. Свет не искривляется, потому что искривлено пространство-время. Кривизна пространства-времени связана с приливной силой, а не с силой гравитации.

Если c — двусторонняя скорость света, и мы не можем измерить одностороннюю скорость, то как мы можем с абсолютной уверенностью знать, что фотоны не теряют скорость после первого отскока от отражающей поверхности?

Вы не знаете. Это связано с волновой природой материи. Это все равно, что пытаться измерить длину своей тени с помощью тени линейки. Вы всегда измеряете его, чтобы он был одинаковым.

Если мы не знаем наверняка, можем ли мы с уверенностью сказать, что те фотоны, которые были испущены, двигались с той же скоростью, что и те, которые отскакивали от поверхности?

Нет. Но поскольку преломляющие материалы не склонны демонстрировать разные скорости волн в разных направлениях, вы не должны ожидать этого от вакуума. ИМХО, важнее подумать о ваших неизменных измерениях скорости света, когда вы начинаете двигаться к источнику. Люди говорят, что это связано со специальной теорией относительности, и вам просто нужно принять это. Но это не так. Роберт Клоуз объясняет это здесь . Если бы вы были сделаны из звука вместе с вашими стержнями и часами, вы бы всегда измеряли скорость звука одинаковой.

Обратите внимание, что Эйнштейн отказался от своего постулата СТО о том, что скорость света постоянна. См. этот пример 1915 года в электронных документах Эйнштейна : «автор этих строк придерживается мнения, что теория относительности все еще нуждается в обобщении в том смысле, что следует отказаться от принципа постоянства скорости света. ".