ความเร็วของแสงในสุญญากาศขึ้นอยู่กับความเร่งของกรอบอ้างอิงหรือไม่? [ซ้ำ]

Question

ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปความเร็วของแสงในสุญญากาศคือ $c$. ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษสมมุติฐานว่าความเร็วแสงเท่ากัน (เรียกว่า$c$) ในเฟรมเฉื่อยทั้งหมด

พิจารณาข้อความต่อไปนี้:

"ความเร็วของแสงคือ $c$ ในเฟรมเฉื่อยทั้งหมด แต่เฟรมเร่งความเร็วอาจแตกต่างกันไป "

คำถามของฉันคือ:

คำกล่าวนี้ละเมิดหลักการของความเท่าเทียมหรือทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษหรือกฎพื้นฐานของฟิสิกส์หรือไม่?

Answer 1

ความเร็วของแสงในสุญญากาศขึ้นอยู่กับความเร่งของกรอบอ้างอิงหรือไม่?

ไม่ใช่ความเร่ง แต่เป็นความแตกต่างของศักย์ (ความโน้มถ่วง)

@MarkMoralesII ให้คำตอบที่กระชับ ในเฟรมเร่งความเร็วของแสงจะเท่ากัน ($c_0$) $-$ สอดคล้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ $-$ตามที่วัดได้ในบริเวณใกล้เคียงกับผู้สังเกตการณ์ อย่างไรก็ตามความเร็วนี้สำหรับโฟตอนที่เคลื่อนที่เหนือผู้สังเกตจะวัดได้มากกว่า และความเร็วของโฟตอนที่เคลื่อนที่ไปด้านล่างของผู้สังเกตจะมีขนาดเล็กลง ฉันแสดงโดยด้านบนของสถานที่ที่มีค่าลบน้อยกว่าและอยู่ด้านล่างของสถานที่ที่มีความโน้มถ่วงเชิงลบมากกว่า

คำกล่าวนี้ละเมิดหลักการของความเท่าเทียมหรือทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษหรือกฎพื้นฐานของฟิสิกส์หรือไม่?

กฎพื้นฐานทางฟิสิกส์ที่เรียกว่าอย่างน้อยก็ถือได้ว่าถูกต้องในท้องถิ่นในกรอบที่ไม่เฉื่อยเว้นแต่คุณต้องการนำไปใช้ที่ไม่ใช่ในพื้นที่

Answer 2

แนวคิดเรื่องความเร็วไม่มีความหมายเว้นแต่คุณจะระบุให้ชัดเจนว่าคุณกำลังวัดผลอย่างไร

"กรอบเฉื่อย" (ในกระดาษของไอน์สไตน์) คือระบบนาฬิกาและมาตรวัด สมมุติฐานของเขาหมายความว่าหากคุณตั้งค่าโครงสร้างพื้นฐานทั้งหมดนี้ตามขั้นตอนที่กำหนดจากนั้นวัดปริมาณที่แน่นอนและแบ่งออกคุณจะได้รับ$c$.

หากคุณตั้งค่าต่างกันและวัดปริมาณที่แตกต่างกันคุณอาจได้รับค่าอื่น ๆ ไม่เป็นไร; ไม่มีกฎหมายว่าความเร็วแสงจะต้องเป็น$c$เกี่ยวกับระบบพิกัดใด ๆ ที่คุณสามารถฝันได้ ทฤษฎีใด ๆ ที่อิงตามกฎแบบนั้นจะไม่ต่อเนื่องกันเพราะฉันสามารถกำหนดพิกัดได้$t'{=}t, x'{=}2x$ และแสดงว่าความเร็วของแสงคือ $2c$ และดังนั้นจึง $c=0$.

สมมุติฐานของความคงที่ของความเร็วแสงมีเนื้อหาทางกายภาพเนื่องจากคุณสามารถแสดงให้เห็นว่ามีกรอบเฉื่อยที่เคลื่อนที่ค่อนข้างแตกต่างกันจำนวนมากซึ่งลำแสงเดียวกันมีความเร็วเท่ากัน $c$ซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นในฟิสิกส์แบบนิวตัน

การนำเสนอสองขั้นตอนของ Einstein นั้นสมเหตุสมผลสำหรับผู้ชมของเขาในเวลานั้น แต่ฉันคิดว่ามันซับซ้อนโดยไม่จำเป็นเพราะเฟรมเฉื่อยเป็นวัตถุที่ซับซ้อนเช่นนี้ มีการพัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษที่ได้รับความนิยมโดย Hermann Bondiซึ่งมีสมมติฐานพื้นฐานที่ไม่ใช่นิวตันคือความสมมาตรของการเปลี่ยนแปลง Doppler