Dapatkah kecepatan cahaya dalam ruang hampa bergantung pada percepatan kerangka acuan? [duplikat]

Question

Dalam teori relativitas umum, kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah $c$. Dalam teori relativitas khusus, dibuat sebuah dalil bahwa kecepatan cahaya adalah sama (disebut$c$) di semua bingkai inersia.

Perhatikan pernyataan berikut:

"Kecepatan cahaya $c$ di semua bingkai inersia tetapi dapat bervariasi dalam bingkai percepatan. "

Pertanyaanku adalah:

Apakah pernyataan ini melanggar prinsip kesetaraan atau teori relativitas khusus atau hukum dasar fisika?

Answer 1

Dapatkah kecepatan cahaya dalam ruang hampa bergantung pada percepatan kerangka acuan?

Bukan percepatannya, melainkan perbedaan potensial (gravitasi).

@MarkMoralesII memberikan jawaban singkat. Dalam bingkai percepatan, kecepatan cahayanya sama ($c_0$) $-$ sesuai dengan relativitas khusus $-$yang diukur di sekitar pengamat. Namun, kecepatan ini, untuk foton yang bergerak di atas pengamat, diukur lebih besar; dan kecepatan foton yang bergerak jauh di bawah pengamat diukur lebih kecil. Saya menunjukkan dengan di atas lokasi dengan kurang negatif, dan di bawah tempat dengan potensi gravitasi yang lebih negatif.

Apakah pernyataan ini melanggar prinsip kesetaraan atau teori relativitas khusus atau hukum dasar fisika?

Yang disebut hukum dasar fisika, setidaknya, berlaku secara lokal dalam kerangka non-inersia, kecuali jika Anda ingin menerapkannya secara non-lokal.

Answer 2

Gagasan tentang kecepatan tidak ada artinya kecuali Anda menjelaskan cara mengukurnya dengan jelas.

Sebuah "kerangka inersia" adalah (dalam makalah Einstein) sistem jam dan meteran. Postulatnya berarti bahwa jika Anda mengatur semua infrastruktur ini sesuai dengan prosedur tertentu, dan kemudian mengukur jumlah tertentu dan membaginya, Anda akan mendapatkan$c$.

Jika Anda mengatur berbagai hal secara berbeda dan mengukur kuantitas yang berbeda, Anda mungkin mendapatkan nilai lain. Tidak apa-apa; tidak ada hukum yang menyatakan bahwa kecepatan cahaya harus$c$sehubungan dengan sistem koordinat apa pun yang dapat Anda impikan. Teori apa pun yang didasarkan pada aturan semacam itu akan menjadi tidak koheren, karena saya dapat menentukan koordinat$t'{=}t, x'{=}2x$ dan menunjukkan bahwa kecepatan cahaya adalah $2c$ dan oleh karena itu $c=0$.

Dalil keteguhan kecepatan cahaya memiliki kandungan fisik karena Anda dapat menunjukkan bahwa ada banyak bingkai inersia yang bergerak relatif berbeda sehubungan dengan berkas cahaya yang sama memiliki kecepatan yang sama. $c$, yang tidak terjadi dalam fisika Newtonian.

Presentasi dua dalil Einstein masuk akal mengingat pendengarnya pada saat itu, tetapi menurut saya ini tidak perlu rumit, karena bingkai inersia adalah objek yang begitu rumit. Ada perkembangan yang lebih baik dari relativitas khusus yang dipopulerkan oleh Hermann Bondi yang postulat dasarnya non-Newtonian adalah simetri pergeseran Doppler.