Изменилась ли скорость света со временем?

Может ли кто-нибудь оценить мою (стоунеровскую) гипотезу о том, что скорость света менялась с течением времени, т. е. по мере того, как Вселенная увеличивалась в объеме, свет замедлялся, возможно, возвращаясь к Большому взрыву, когда он был бесконечно быстрым и нет времени, потому что все произошло одновременно и т. д. Думать, что скорость, с которой информация может распространяться по вселенной, связана с ее размером, кажется мне интуитивным. Мой вопрос - есть ли простое опровержение этого? Должен ли Эйнштейн ошибаться? Нарушает ли он что-то предположительно более фундаментальное, например, квантовую теорию или теорию струн? Делают ли какие-либо текущие эксперименты недействительными это? Если нет, можете ли вы в любом случае показать мне, почему вы думаете, что это маловероятно.

Редактировать 24 августа

Я принимаю ответ Марка М., но опубликую его здесь, потому что в комментариях есть ограничение на количество символов.

@Mark M спасибо, хороший ответ, но как человек, который читал только популярную физику и должен оставить это экспертам, я все еще запутался в своей личной теории. Я не понимаю, почему вам нужны две единицы измерения скорости света. То, что я с трудом улавливаю, — это отношение времени и расстояния. Кажется, что они могут быть принципиально одним и тем же. Если вы говорите, что время в основном измеряется вибрацией такого-то и такого-то квантового объекта в пространстве... почему мы не можем просто измерить это вибрационное расстояние как константу... Я повторюсь, чтобы внести ясность... существует определенное минимальное расстояние, которое частицы должны пройти, чтобы взаимодействовать друг с другом... если бы они не вибрировали, не было бы времени, это то, что создает иллюзию времени... так что вместо того, чтобы говорить о скорости или с как расстояние/время.... не можем ли мы просто говорить о том расстоянии, на котором вибрирует квантовый объект… Я перейду к своей точке зрения… возможно, здесь должна быть только одна константа, и это физический размер вселенной. крошечный металлический камертон, кажется, вообще не вибрирует, но если вы взорвете его до размеров Эмпайр Стейт Билдинг, металлические стержни будут перемещаться от окна к окну. возможно, по мере того, как наша Вселенная увеличивалась в размерах, длина этой минимальной вибрации (возможно, бесконечной в нулевой точке) увеличивалась бы и, следовательно, создавала иллюзию времени и скорости света, которая по мере расширения Вселенной будет продолжать замедляться. возможно, мы подобны большому воздушному шару, и мы были надуты, и все поля/частицы-без-размера вибрируют все больше и больше в этом пространстве. Я упускаю здесь что-то очевидное? Если мы просто говорим о том расстоянии, на котором вибрирует квантовый объект… Я перейду к своей точке зрения… возможно, здесь должна быть только одна константа, и это физический размер вселенной. крошечный металлический камертон, кажется, вообще не вибрирует, но если вы взорвете его до размеров Эмпайр Стейт Билдинг, металлические стержни будут перемещаться от окна к окну. возможно, по мере того, как наша Вселенная увеличивалась в размерах, длина этой минимальной вибрации (возможно, бесконечной в нулевой точке) увеличивалась бы и, следовательно, создавала иллюзию времени и скорости света, которая по мере расширения Вселенной будет продолжать замедляться. возможно, мы подобны большому воздушному шару, и мы были надуты, и все поля/частицы-без-размера вибрируют все больше и больше в этом пространстве. Я упускаю здесь что-то очевидное? Если мы просто говорим о том расстоянии, на котором вибрирует квантовый объект… Я перейду к своей точке зрения… возможно, здесь должна быть только одна константа, и это физический размер вселенной. крошечный металлический камертон, кажется, вообще не вибрирует, но если вы взорвете его до размеров Эмпайр Стейт Билдинг, металлические стержни будут перемещаться от окна к окну. возможно, по мере того, как наша Вселенная увеличивалась в размерах, длина этой минимальной вибрации (возможно, бесконечной в нулевой точке) увеличивалась бы и, следовательно, создавала иллюзию времени и скорости света, которая по мере расширения Вселенной будет продолжать замедляться. возможно, мы подобны большому воздушному шару, и мы были надуты, и все поля/частицы-без-размера вибрируют все больше и больше в этом пространстве. Я упускаю здесь что-то очевидное? вернемся к моей точке зрения... возможно, здесь должна быть только одна константа, и это физический размер вселенной. крошечный металлический камертон, кажется, вообще не вибрирует, но если вы взорвете его до размеров Эмпайр Стейт Билдинг, металлические стержни будут перемещаться от окна к окну. возможно, по мере того, как наша Вселенная увеличивалась в размерах, длина этой минимальной вибрации (возможно, бесконечной в нулевой точке) увеличивалась бы и, следовательно, создавала иллюзию времени и скорости света, которая по мере расширения Вселенной будет продолжать замедляться. возможно, мы подобны большому воздушному шару, и мы были надуты, и все поля/частицы-без-размера вибрируют все больше и больше в этом пространстве. Я упускаю здесь что-то очевидное? вернемся к моей точке зрения... возможно, здесь должна быть только одна константа, и это физический размер вселенной. крошечный металлический камертон, кажется, вообще не вибрирует, но если вы взорвете его до размеров Эмпайр Стейт Билдинг, металлические стержни будут перемещаться от окна к окну. возможно, по мере того, как наша Вселенная увеличивалась в размерах, длина этой минимальной вибрации (возможно, бесконечной в нулевой точке) увеличивалась бы и, следовательно, создавала иллюзию времени и скорости света, которая по мере расширения Вселенной будет продолжать замедляться. возможно, мы подобны большому воздушному шару, и мы были надуты, и все поля/частицы-без-размера вибрируют все больше и больше в этом пространстве. Я упускаю здесь что-то очевидное? и это физический размер Вселенной. крошечный металлический камертон, кажется, вообще не вибрирует, но если вы взорвете его до размеров Эмпайр Стейт Билдинг, металлические стержни будут перемещаться от окна к окну. возможно, по мере того, как наша Вселенная увеличивалась в размерах, длина этой минимальной вибрации (возможно, бесконечной в нулевой точке) увеличивалась бы и, следовательно, создавала иллюзию времени и скорости света, которая по мере расширения Вселенной будет продолжать замедляться. возможно, мы подобны большому воздушному шару, и мы были надуты, и все поля/частицы-без-размера вибрируют все больше и больше в этом пространстве. Я упускаю здесь что-то очевидное? и это физический размер Вселенной. крошечный металлический камертон, кажется, вообще не вибрирует, но если вы взорвете его до размеров Эмпайр Стейт Билдинг, металлические стержни будут перемещаться от окна к окну. возможно, по мере того, как наша Вселенная увеличивалась в размерах, длина этой минимальной вибрации (возможно, бесконечной в нулевой точке) увеличивалась бы и, следовательно, создавала иллюзию времени и скорости света, которая по мере расширения Вселенной будет продолжать замедляться. возможно, мы подобны большому воздушному шару, и мы были надуты, и все поля/частицы-без-размера вибрируют все больше и больше в этом пространстве. Я упускаю здесь что-то очевидное? возможно, по мере того, как наша Вселенная увеличивалась в размерах, длина этой минимальной вибрации (возможно, бесконечной в нулевой точке) увеличивалась бы и, следовательно, создавала иллюзию времени и скорости света, которая по мере расширения Вселенной будет продолжать замедляться. возможно, мы подобны большому воздушному шару, и мы были надуты, и все поля/частицы-без-размера вибрируют все больше и больше в этом пространстве. Я упускаю здесь что-то очевидное? возможно, по мере того, как наша Вселенная увеличивалась в размерах, длина этой минимальной вибрации (возможно, бесконечной в нулевой точке) увеличивалась бы и, следовательно, создавала иллюзию времени и скорости света, которая по мере расширения Вселенной будет продолжать замедляться. возможно, мы подобны большому воздушному шару, и мы были надуты, и все поля/частицы-без-размера вибрируют все больше и больше в этом пространстве. Я упускаю здесь что-то очевидное?

Я не эксперт, поэтому я не собираюсь создавать ответ. Когда я спрашивал об этом раньше, я слышал, что если бы скорость света в прошлом была другой, то такие вещи, как звезды, работали бы по-другому. Если бы в прошлом звезды работали по-другому, мы бы увидели это, глядя на далекие галактики. Мы не видим такой разницы, так что нет... скорость света не изменилась.
Я погуглил свой вопрос и обнаружил, что физик Дж. В. Моффат поддерживает гипотезу: «физически непротиворечивые теории, в которых скорость света меняется во времени, действительно могут быть разработаны безопасным и строгим способом». Он работает в перимитральном институте. Это значит хрень? opfocus.org/index.php?topic=story&v=8&s=4
Я не знаю, сумасшедший он или нет. Я думаю, это интересный вопрос. Вот еще, что нужно проверить: en.wikipedia.org/wiki/Variable_speed_of_light
Я уверен, что на это есть очень строгие ограничения. Невозможно изменить скорость света, не повлияв на фундаментальный принцип работы электромагнитной силы, которая, в свою очередь, проявляется во всевозможных процессах. Это не значит, что что-то подобное НЕ МОГЛО произойти, просто количество, с которым это ПРОИЗОШЛО, вероятно, имеет строгое ограничение.
@Nogwater Спасибо, отличная статья. Думаю, это ответит на любой мой вопрос. Кроме того, чтобы услышать, каково ваше мнение; с. Шокирующее утверждение с сайта opfocus.org, на который я ссылался, состоит в том, что галактики с красным смещением могут вообще не разгоняться друг от друга: «Если бы c уменьшалось со временем, эффект Хаббла оказался бы простым оптическим эффектом, что избавляло бы от необходимости постулировать существование темной материи». Теперь это кажется чем-то, что легко опровергнуть и назвать бредом. Верно?
@JamesCooper: автор этого, кажется, путает темную материю и темную энергию. А размер космологической постоянной таков, что она очень мала по сравнению почти с любой другой константой фундаментальной физики. Изменение значения с на самом деле это гораздо, гораздо более сильное приспособление к физике, чем темная энергия.
Связано: physics.stackexchange.com/q/12805/2451 и ссылки в нем.
@James:Perimeter Institute — очень уважаемый центр теоретической физики. Передовой. Сомневаюсь, что он сумасшедший... если это так, то он должен быть очень умным.
@James: когда что-то в ответе неясно, вопрос будет намного лучше, если вы отредактируете свой исходный вопрос, чтобы задать его таким образом, чтобы определить то, что вас смущает, а не просто опубликовать очень длинный ответ на постер в вопросе.
Если скорость света ниже, чем была в прошлом, куда уходит вся энергия? т.е. e=mc^2, поэтому при более низком значении c количество энергии в материи уменьшается, но это нарушает закон сохранения энергии, если только эта энергия не покидает систему. Как это делается? По моим (восьмилетним) расчетам, речь идет о 1,77 кВт/кг...
@JamesCooper не зависит от того, способна ли темная энергия сотрудничать или нет - другими словами, даже если она может быть небольшой по плотности, ее, безусловно, достаточно, чтобы выполнить работу.

Ответы (2)

Нет разумного способа проверить, меняется ли скорость света — это потому, что она многомерна , т. е. измеряется в единицах.

Чтобы понять почему, скажем, мы используем единицы, в которых расстояние измеряется кратными длинам окружности орбиты электрона в основном состоянии боровского атома водорода, а единицей времени является его орбитальный период. Это даст вам примерно 137, что является обратным значением постоянной тонкой структуры, которая определяется как е 2 ℏ с . Итак, мы видим, что невозможно определить, было ли значение скорости света другим, поскольку могла измениться одна из других констант в КФС (заряд электрона или приведенная постоянная Планка).

Однако имеет смысл спросить, изменилась ли безразмерная константа, которая не измеряется в единицах. Некоторыми примерами являются упомянутая выше постоянная тонкой структуры и космологическая постоянная. Кроме того, массы частиц являются фундаментальными константами — изменение другой константы не влияет на них.

Таким образом, вместо того, чтобы спрашивать, меняется ли скорость света, лучше спросить, меняется ли постоянная тонкой структуры (поскольку она безразмерна, у нее нет единиц измерения). Были утверждения, что постоянная тонкой структуры может меняться ( здесь и здесь , среди многих других). Тем не менее, это, безусловно, не является приемлемым результатом.

Для получения дополнительной информации см. Часто задаваемые вопросы Usenet о безразмерных константах:

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

Добавление

Вместо того, чтобы меняться во времени, давайте подумаем о случае, когда c меняется в пространстве. Итак, группа ученых отправляется на ракете в отдаленную часть галактики, чтобы определить, отличается ли скорость света. Им нужно будет использовать те же единицы измерения, что и земные ученые — мы могли бы использовать вышеуказанные единицы, вибрации атома для времени, что угодно. Допустим, они измеряют другое значение, используя согласованные единицы.

А теперь представьте, что другая группа ученых собирается проверить, отличается ли длина какого-то конкретного стержня в том же регионе галактики. Они решают посмотреть, сколько колебаний атома цезия требуется свету, чтобы пройти по стержню. На основании своего эксперимента они приходят к выводу, что длина стержня в этой другой области больше или что атом цезия колеблется немного быстрее.

Когда обе группы публикуют свои результаты, они расходятся во мнениях: первая группа говорит второй группе, что они не правы, потому что они основывали свои измерения на скорости света, которая, как они обнаружили, варьируется. Однако вторая группа утверждает, что первая группа ошибается, так как они обнаружили, что длина измерительного стержня и частота колебаний атома цезия были разными.

Итак, вы можете видеть, что утверждение, что размерная константа изменилась, бессмысленно — поскольку они являются отношениями других констант, на 100 процентов одинаково справедливо сказать, что эти константы изменились. Не только невозможно определить, изменились ли они, но и сам вопрос не имеет ответа. Нахождение различных значений размерных констант можно интерпретировать по-разному. Например, вы можете утверждать, что изменились константы тонкой структуры, а не скорость света.

извини, Марк, но этот аргумент не имеет смысла; Я могу очень хорошо определить скорость света как скорость, необходимую для прохождения N длин волн такой линии натрия за M периодов полураспада этого другого возбужденного аммиачного резонанса, и я определенно могу измерить ее вариации. Ваш аргумент становится действительным, когда существует одновременное изменение, влияющее на расстояния и время с одним и тем же фактором, так что скорости становятся независимыми от этого фактора.
@lurscher Как вы думаете, почему более правильно сказать, что изменилась скорость света, а не длина волны линии натрия или период полураспада резонанса аммиака? Я мог бы попытаться измерить длину волны указанной линии натрия с помощью света и сделать вывод, что она меняется, а не скорость света. Я не согласен с вашей точкой зрения.
@MarkM Извините за поздний ответ + взгляд непрофессионала. Но, на мой взгляд, физика занимается объективной реальностью, а не тем, как мы видим вещи. Есть еще старая добрая бритва Оккама. Если следы изменения с найдется, можно сказать, что с постоянно и все меняется, но, на мой взгляд, было бы гораздо более физическим аргументом, если бы мы сказали, что только с изменен.
@peterh Извините, но физика не об объективной реальности, а о том, как мы видим вещи. Мы узнаем не о том, как природа «есть», а о том, какой она кажется, когда мы взаимодействуем с ней таким-то и таким-то образом. Кроме того, если бы мы следовали бритве Оккама, мы, вероятно, никогда бы не разработали теории относительности или квантовую механику.
@electronpusher Хорошо. Затем у вас есть эксперимент Майклсона-Морли: у вас есть результаты измерений, говорящие о том, что Земля не движется в эфир. Он никогда не двигается, т.е. если вы измерите его через полгода, скорость по-прежнему равна нулю. У вас также есть уравнения Максвелла. Они очень хорошо описывают все электромагнитные взаимодействия, они также объясняют свет. Однако они приводят к тому, что свет движется с с , независимо от того, откуда вы это видите. Как вы объясните это с помощью бритвы Оккама? Лоренц получил те же результаты, что и Эйнштейн, еще до Эйнштейна.
@electronpusher Также я слышал от физиков такие вещи, как «физика предназначена только для лучшего понимания вещей» или что физика описывает Вселенную только такой, какой мы ее видим. Разница между этим и истиной (физика описывает Вселенную такой, какая она есть) в основном философская, а я не люблю философию. Я не люблю библиотеки, полные книг без единой формулы. Я хочу термоядерные реакторы, а позже и межзвездные космические корабли, управляемые ими. Я не хочу 2000-страничных книг о природе восприятия и реальности. Я замерзну, если мне нужно будет их прочитать.
@electronpusher Но я медленно пытаюсь понять передовую физику на уровне непрофессионала. Мне это интересно, очень интересно! Этот сайт в настоящее время является самым большим и лучшим сайтом, где неспециалисты могут спросить физиков о физике. Таким образом, это флагман в популяризации науки. Причина, по которой НАСА не вернулась на Луну, вовсе не какие-то НЛО. Причина в том, что население США настолько не интересовалось программой «Аполлон», что ее даже не транслировали по телевидению! НАСА пришлось скрывать это от астронавтов, чтобы сохранить их мораль!
@electronpusher Передовая наука нуждается в деньгах. Много. По сравнению с бюджетом страны, особенно с бюджетом США, это ничто. Но вы знаете политиков, если это не принесет им голосов, для них это ничего не значит. Будущее Человечества, межзвездные путешествия, колонизация Луны/Венеры/Марса, антигравитация — все это для них не проблема — до тех пор, пока не появится что-то, что конвертирует бюджет НАСА в голоса на следующих выборах . Этот сайт - то, что имеет такой эффект, это важная вещь. QM, SR, GR - это всего лишь - неплохие - математические модели.
разве расстояния между структурами тоже не размерны, но мы говорим, что они меняются со временем?

На основании астрономических наблюдений было заявлено, что безразмерная постоянная тонкой структуры α знак равно е 2 / ℏ с на самом деле меняется со временем, а не фиксируется. [Webb 2001] Это утверждение, вероятно, неверно, поскольку более поздние попытки воспроизвести наблюдения не увенчались успехом. [Chand 2004] Розенбанд и др. [Rosenband 2008] провели лабораторные измерения, которые исключают линейную зависимость. уменьшение α со временем, достаточно большим, чтобы соответствовать результатам Уэбба.

Уэбб и др. недавно сделали еще более экстраординарные заявления о том, что постоянная тонкой структуры меняется на небесной сфере. [Webb 2010] Экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств, и Webb et al. не предоставили это; их результаты находятся на грани статистической значимости по сравнению с их случайными и систематическими ошибками.

Даже если их утверждения верны, это не является доказательством того, что с меняется, как иногда утверждается в популярной прессе. Если эксперимент предназначен для проверки того, действительно ли фундаментальная константа постоянна, эта константа должна быть безразмерной. с в отличие от ℏ или же е . 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

Изменилась ли скорость света со временем?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v