La velocità della luce nel vuoto può dipendere dall'accelerazione del sistema di riferimento? [duplicare]
Nella teoria generale della relatività, la velocità della luce nel vuoto è $c$. Nella teoria della relatività speciale, si afferma che la velocità della luce è la stessa (chiamata$c$) in tutti i telai inerziali.
Considera la seguente dichiarazione:
"La velocità della luce è $c$ in tutti i frame inerziali ma può variare in frame in accelerazione. "
La mia domanda è:
Questa affermazione viola il principio di equivalenza o la teoria della relatività speciale o qualsiasi legge fondamentale della fisica?
Risposte
La velocità della luce nel vuoto può dipendere dall'accelerazione del sistema di riferimento?
Non l'accelerazione, ma piuttosto la differenza nei potenziali (gravitazionali).
@MarkMoralesII ha dato una risposta concisa. In un fotogramma in accelerazione, la velocità della luce è la stessa ($c_0$) $-$ in accordo con la relatività speciale $-$misurato in prossimità dell'osservatore. Tuttavia, questa velocità, per i fotoni che viaggiano sopra l'osservatore, viene misurata maggiore; e la velocità dei fotoni che si muovono molto al di sotto dell'osservatore viene misurata più piccola. Indico con sopra i luoghi con meno negativo e sotto i luoghi con potenziale gravitazionale più negativo.
Questa affermazione viola il principio di equivalenza o la teoria della relatività speciale o qualsiasi legge fondamentale della fisica?
Le cosiddette leggi fondamentali della fisica sono, almeno, ritenute valide localmente in quadri non inerziali, a meno che non si voglia applicarle in modo non locale.
La nozione di velocità è priva di significato a meno che tu non chiarisca come la stai misurando.
Una "struttura inerziale" è (nell'articolo di Einstein) un sistema di orologi e misuratori. Il suo postulato significa che se imposti tutta questa infrastruttura secondo una certa procedura, quindi misuri determinate quantità e le dividi, otterrai$c$.
Se imposti le cose in modo diverso e misuri quantità diverse, potresti ottenere altri valori. Va bene; non esiste una legge che la velocità della luce debba essere$c$rispetto a qualsiasi sistema di coordinate che puoi immaginare. Qualsiasi teoria basata su quel tipo di regola sarebbe incoerente, perché potrei definire le coordinate$t'{=}t, x'{=}2x$ e mostra che la velocità della luce è $2c$ e quindi $c=0$.
Il postulato della costanza della velocità della luce ha un contenuto fisico perché puoi mostrare che ci sono molti diversi fotogrammi inerziali relativamente mobili rispetto ai quali lo stesso raggio di luce ha la stessa velocità $c$, cosa che non accade nella fisica newtoniana.
La presentazione dei due postulati di Einstein aveva senso dato il suo pubblico in quel momento, ma penso che sia inutilmente complicata, perché i frame inerziali sono oggetti così complicati. C'è uno sviluppo più bello della relatività speciale reso popolare da Hermann Bondi il cui postulato fondamentale non newtoniano è la simmetria dei cambiamenti Doppler.