Скорость света, 299 792 458 метров в секунду, с 1983 года определяет длину метра. Метр – это расстояние, которое проходит свет в вакууме за одну секунду, делённое на 299 792 458. Из этого определения следует значение скорости света. Однако, существует мнение, что фактическая скорость света может быть иной, и её невозможно зафиксировать так же, как скорость обычных объектов.
Измерение скорости объектов
Скорость объектов измеряется по двум параметрам: расстояние между двумя точками и время, затраченное на его преодоление. Скорость вычисляется как расстояние, делённое на время. Высокоскоростная съёмка с таймером может помочь в таких измерениях.
Проблема измерения скорости света
Измерение скорости света аналогичным методом затруднено. Рассмотрим лазерный луч, проходящий через вакуум на километровое расстояние. Для измерения времени потребуются два синхронизированных секундомера. Однако, синхронизация через провод, передающий сигнал со скоростью света, создаёт задержку, равную времени прохождения света один километр – величине, которую мы пытаемся измерить.
Эксперимент Физо
Ипполит Луи Физо в 1849 году провёл эксперимент с быстро вращающимся диском и зеркалом на расстоянии 8 километров. Вращая диск, он добился того, что отражённый свет проходил между зубьями. Полученное значение скорости света (313 тысяч километров в секунду) отличалось от современного на 5 процентов. Однако, даже в этом эксперименте измерялся путь света туда и обратно, а скорость света в одном направлении оставалась неизвестной.
Односторонняя скорость света
Одинакова ли скорость света в разных направлениях? Возможно ли, что в одном направлении свет движется вдвое медленнее, чем принято считать, а в обратном – мгновенно? Для наблюдателя оба варианта будут неразличимы. Задержка сигнала между Землёй и Марсом одинакова в обоих направлениях, но это не исключает разной скорости в каждом из них.
Синхронизация часов и постулат Эйнштейна
Проблема измерения односторонней скорости света связана с синхронизацией часов. В своей работе 1905 года «К электродинамике движущихся тел» Эйнштейн постулировал равенство скорости света в обоих направлениях. Это скорее допущение, чем экспериментально подтверждённый факт.
Попытки измерения односторонней скорости
Существуют попытки измерить одностороннюю скорость света, например, с использованием высокоскоростных камер и длинных оптоволоконных кабелей. Однако все они сталкиваются с необходимостью измерения пути туда и обратно. Даже синхронизация часов с помощью GPS не решает проблему, поскольку система основана на предположении об одинаковой скорости света во всех направлениях.
Последствия неодинаковой скорости света
Неодинаковая скорость света в разных направлениях существенно повлияет на понимание одновременности событий. Обмен сообщениями между Землёй и Марсом проиллюстрирует, как разная скорость света приведёт к расхождению часов и искажению понимания одновременности.
Условность постоянства скорости света
Многие физики принимают упрощённое допущение об одинаковой скорости света во всех направлениях, основываясь на принципе бритвы Оккама. Однако важно помнить, что это условность, не имеющая эмпирического подтверждения. Это допущение влияет на наше понимание одновременности и может иметь серьёзные последствия для физики.
Известна средняя скорость света, но односторонняя скорость остаётся неизвестной. Допущение об одинаковой скорости света во всех направлениях является условностью, влияющей на понимание пространства, времени и одновременности. Возможно, измерение односторонней скорости света станет ключом к новым открытиям в физике.