¿Puede la velocidad de la luz en el vacío depender de la aceleración del marco de referencia? [duplicar]
En la teoría general de la relatividad, la velocidad de la luz en el vacío es $c$. En la teoría especial de la relatividad, se postula que la velocidad de la luz es la misma (llamada$c$) en todos los marcos inerciales.
Considere la siguiente declaración:
"La velocidad de la luz es $c$ en todos los fotogramas inerciales, pero puede variar en fotogramas acelerados ".
Mi pregunta es:
¿Esta declaración viola el principio de equivalencia o la teoría especial de la relatividad o alguna ley fundamental de la física?
Respuestas
¿Puede la velocidad de la luz en el vacío depender de la aceleración del marco de referencia?
No la aceleración, sino la diferencia en los potenciales (gravitacionales).
@MarkMoralesII dio una respuesta concisa. En un marco de aceleración, la velocidad de la luz es la misma ($c_0$) $-$ de acuerdo con la relatividad especial $-$medido en las proximidades del observador. Sin embargo, esta velocidad, para los fotones que viajan por encima del observador, se mide mayor; y la velocidad de los fotones que se mueven muy por debajo del observador se mide más pequeña. Por encima de las ubicaciones con menos negativos y por debajo de los lugares con más potencial gravitacional negativo.
¿Esta declaración viola el principio de equivalencia o la teoría especial de la relatividad o alguna ley fundamental de la física?
Las llamadas leyes fundamentales de la física se mantienen, al menos, válidas localmente en marcos no inerciales, a menos que desee aplicarlas de forma no local.
La noción de velocidad no tiene sentido a menos que aclare cómo la está midiendo.
Un "marco inercial" es (en el artículo de Einstein) un sistema de relojes y marcas de medición. Su postulado significa que si configura toda esta infraestructura de acuerdo con un cierto procedimiento, y luego mide ciertas cantidades y las divide, obtendrá$c$.
Si configura las cosas de manera diferente y mide diferentes cantidades, puede obtener otros valores. Esta bien; no hay ley que establezca que la velocidad de la luz debe ser$c$con respecto a cualquier sistema de coordenadas que puedas imaginar. Cualquier teoría basada en ese tipo de regla sería incoherente, porque podría definir coordenadas$t'{=}t, x'{=}2x$ y mostrar que la velocidad de la luz es $2c$ y por lo tanto $c=0$.
El postulado de la constancia de la velocidad de la luz tiene contenido físico porque se puede demostrar que hay muchos fotogramas inerciales diferentes que se mueven relativamente con respecto a los cuales el mismo haz de luz tiene la misma velocidad. $c$, lo que no ocurre en la física newtoniana.
La presentación de dos postulados de Einstein tenía sentido para su audiencia en ese momento, pero creo que es innecesariamente complicada, porque los marcos inerciales son objetos muy complicados. Hay un desarrollo más agradable de la relatividad especial popularizado por Hermann Bondi cuyo postulado fundamental no newtoniano es la simetría de los cambios Doppler.