Может ли скорость света в вакууме зависеть от ускорения системы отсчета? [дубликат]
В общей теории относительности скорость света в вакууме равна $c$. В специальной теории относительности делается постулат, что скорость света одинакова (называемая$c$) во всех инерциальных системах отсчета.
Рассмотрим следующее утверждение:
"Скорость света $c$ во всех инерциальных системах отсчета, но может варьироваться в ускоряющих кадрах ».
У меня вопрос:
Нарушает ли это утверждение принцип эквивалентности, специальную теорию относительности или какой-либо фундаментальный закон физики?
Ответы
Может ли скорость света в вакууме зависеть от ускорения системы отсчета?
Не ускорение, а скорее разница (гравитационных) потенциалов.
@MarkMoralesII дал лаконичный ответ. В ускоряющейся системе отсчета скорость света одинакова ($c_0$) $-$ в соответствии со специальной теорией относительности $-$как измерено в непосредственной близости от наблюдателя. Однако эта скорость для фотонов, движущихся над наблюдателем, измеряется больше; и скорость фотонов, которые движутся намного ниже наблюдателя, измеряется меньше. Я обозначаю выше места с меньшим отрицательным гравитационным потенциалом , а внизу места с более отрицательным гравитационным потенциалом.
Нарушает ли это утверждение принцип эквивалентности, специальную теорию относительности или какой-либо фундаментальный закон физики?
Так называемые фундаментальные законы физики, по крайней мере, действуют локально в неинерциальных системах отсчета, если вы не хотите применять их нелокально.
Понятие скорости бессмысленно, если вы не проясните, как вы ее измеряете.
«Инерциальная система отсчета» - это (в статье Эйнштейна) система часов и измерителей. Его постулат означает, что если вы настроите всю эту инфраструктуру в соответствии с определенной процедурой, а затем измерите определенные количества и разделите их, вы получите$c$.
Если вы настроите все по-другому и измеряете разные количества, вы можете получить другие значения. Все в порядке; нет закона, что скорость света должна быть$c$относительно любой системы координат, которую только можно придумать. Любая теория, основанная на таком правиле, была бы бессвязной, потому что я мог определять координаты$t'{=}t, x'{=}2x$ и показать, что скорость света $2c$ и поэтому $c=0$.
Постулат о постоянстве скорости света имеет физическое содержание, потому что вы можете показать, что существует множество различных относительно движущихся инерциальных систем отсчета, относительно которых один и тот же луч света имеет одинаковую скорость. $c$, чего не происходит в ньютоновской физике.
Представление Эйнштейна о двух постулатах имело смысл для его аудитории в то время, но я думаю, что это излишне сложно, потому что инерциальные системы отсчета - такие сложные объекты. Есть более удачное развитие специальной теории относительности, популяризированной Германом Бонди , фундаментальным неньютоновским постулатом которого является симметрия доплеровских сдвигов.