Анализ результатов „измерения скорости света в одну сторону“


Резюме

На этой странице анализируются эксперименты по «измерению скорости света в одну сторону», в которых используются самые современные технологические достижения. Результаты всех этих экспериментов показывают, что измеренная скорость света в направлении восток-запад выше, а в направлении запад-восток ниже скорости света в вакууме. Разница равна линейной скорости на поверхности Земли на широте, где проводится эксперимент. Так называемая современной физикой «анизотропия скорости света» , несомненно, свидетельствует о том, что скорость света в вакуумесистеме отсчёта, связанной со стационарным пространством) отличается от измеренной скорости света в системе отсчета, связанной с поверхностью Земли. Это означает, что измеренная скорость света не одинакова для всех инерциальных систем отсчёта, что является основой специальной теории относительности.


Глобальная система позиционирования (GPS) – это глобальная спутниковая радионавигационная система, которая обеспечивает высокую точность определения местоположения и информацию о времени в любой точке Земли или вблизи нее, где есть беспрепятственный прямой видимости для четырех или более спутников GPS.

С помощью GPS, Мармет производит измерения и отчеты в “GPS и постоянная скорость света”, что электромагнитные сигналы путешествия в направлении “Запад-Восток” (от Сан-Франциско до Нью-Йорка) около 28-секунд дольше, чем в направлении Восток-Запад (из Нью-Йорка в Сан-Франциско) (Мармет, 2000). Используя GPS, Келли также обнаружил, что электромагнитные сигналы путешествуют с 414,8ами в секунду дольше, в то время как гастроли земли вблизи экватора в восточном направлении, чем при путешествии на запад по той же дороге (Келли, 2005). ДВА исследователя пришли к выводу, что эти наблюдаемые различия во времени в пути произошли потому, что электромагнитное излучение (свет) движется по отношению к земной поверхности со скоростью (c-V) в восточном направлении, и на скорости (C + V) в западном направлении, Где V-линейная скорость движения земной поверхности в стационарном пространстве для соответствующей широты, C-скорость света в вакууме.

На основе GPS, Мармет делает измерения и расчеты в “GPS and the Constant Velocity of Light” , что время достижения электромагнитного сигнала (при путешествии на восток) – от Сан-Франциско до Нью-Йорка, составляет около 28 секунд дольше, чем время от New Йорка до Сан-Франциско (при путешествии на запад). (МАРМЕТ, 2000). Используя GPS, Келли также определил, что электромагнитному сигналу требуется на 414,8 наносекунд больше, чтобы совершить кругосветное плавание вокруг Земли около экватора во восточном направлении, чем при путешествии на запад по тому же пути (Kelly, 2005). Оба исследователя пришли к выводу, что наблюдаемые различия во времени в разных направлениях возникают из-за того, что электромагнитное излучение (свет) движется относительно поверхности Земли со скоростью (c – V) на восток и со скоростью (c + V) на запад, где V – линейная скорость земной поверхности на соответствующей широте, а cскорость света в вакууме.

Теперь мы проанализируем оба случая в двух вышеупомянутых системах отсчёта, – случай «передача на Восток» и случай «передача на Запад». В экспериментах, передатчик, приёмник и путь распространения (путь электромагнитного сигнала), расположены в пространственно-временной области с равномерной одинаковой интенсивностью гравитационного поля «около земной поверхности».

Что увидят наблюдатели (расположенные в двух вышеупомянутых системах отсчёта)?

Для наблюдателя, расположенного в системе отсчёта, относящемся к земной поверхности, передающие и приемные станции, закрепленные на земной поверхности, стационарны.

Однако наблюдатель, расположенный в приблизительно (в нашем случае) стационарной по отношению к пространству «ECI система координат», будет наблюдать, как вращается Земля, и что каждая точка земной поверхности движется на Восток. Они увидят, что передающие и принимающие станции, фиксированные на поверхности земли, движутся на Восток (вместе с поверхностью земли), с линейной скорости V для соответствующей широты.


4.1. Случай «передача на Восток». Анализ результатов измерения скорости электромагнитного сигнала наблюдателями, находящимся в двух рассматриваемых системах отсчёта.

Случай “Передача на восток”.

Станция B расположена точно к востоку от станции A. Пусть фиксированное положение станции A, и фиксированное положение станции B на поверхности Земли во время t равны  XA (t) и XB (t), соответственно. Наземное расстояние между станцией A и станцией B равно D.

Рис. 4.1. Одностороннее измерение скорости света – передача на восток

Станция A передает электромагнитный сигнал (луч света) в восточном направлении во время tI на станцию B, который получает его во время tF . Интервал времени прохождения светового луча составляет (tF – tI ). В течение этого временного интервала каждая точка земной поверхности переместилась в стационарное пространство на расстояние Δ = V (tF – tI ), где V линейная скорость движения поверхности Земли в стационарном пространстве для соответствующей широты.


Анализ результатов измерения скорости электромагнитного сигнала (или луча света) наблюдателями, находящимся в двух вышеупомянутых системах отсчёта .


  В стационарной по отношению к геоцентрической инерциальной системе координат (система координат ECI).

Наблюдатель-1, находящийся в стационарной системе отсчёта относительно неподвижного пространство, увидит, как фиксированные на поверхности Земли станции приёма и передачи движутся в восточном направлении в стационарном пространстве с линейной скоростью V поверхности Земли для соответствующей географической широты .

Наблюдатель-1 обнаружит, что электромагнитный сигнал проходит в стационарном «пустом пространстве» определённое расстояние – от положения XA(tI) станции A в момент передачи tI , до положения XB(tF) станции B в момент получения сигнала tF (см. fig. 4.1). Он измерит, что расстояние, пройденное электромагнитным сигналом, равно расстоянию между двумя станциями D на земле плюс расстояние Δ=V(tF – tI) , которое проходит станция B в течение времени путешествия электромагнитного сигнала (tF – tI) со скоростью V (линейная скорость земной поверхности в стационарном пространстве на соответствующей широте). Следовательно, наблюдатель-1, находящийся в стационарной системе отсчёта (в стационарном пространстве) измеряет скорость электромагнитного сигнала (или светового луча) и подтверждает, что она равена c (скорости света в вакууме).


•  В системе отсчёта , связанной с поверхностью Земли.

Наблюдатель-2, расположенный на поверхности Земли, увидит, что электромагнитный сигнал проходит для того же интервала времени (tF – tI) ровно расстояние D (расстояние между фиксированными на земной поверхности передающей и приёмной станциями). Следовательно, наблюдатель-2 (расположенный в системе отсчёта, связанной с поверхностью Земли), будет измерять скорость электромагнитного сигнала (или светового луча) и получит:

Очевидно, измеренная скорость наблюдателем-2 ниже, чем измеренная скорость наблюдателем-1 (уравнение (3)), а разница равна линейной скорости поверхности Земли V на соответствующей широте:

Этот теоретический результат в точности соответствует результатам вышеупомянутых экспериментов, проведенных Marmet и Kelly с использованием GPS:

измеренная скорость электромагнитных сигналов в системе отсчета, связанной с поверхностью Земли в направлении «с Запада на Восток», равна c2 = (cvacuum – V) , где cvacuumскорость света в вакууме, а Vлинейная скорость поверхности Земли в неподвижном пространстве на соответствующей широте.


4.2. Случай «передача в направлении Запад». Анализ результатов измерения скорости электромагнитного сигнала наблюдателями, находящимся в двух рассматриваемых системах отсчёта.

Случай «передача в направлении Запад».

Сценарий тот же:

Станция A передаёт электромагнитный сигнал (луч света) в момент времени tI , но теперь на запад к станции B, которая принимает его в момент времени tF . В течение этого промежутка времени каждая точка земной поверхности снова перемещалась в стационарном пространстве на расстояние Δ=V(tF – tI) , где V – линейная скорость земной поверхности для соответствующей широты. Интервал времени путешествия сигнала сново (tF – tI ) , но он меньше интервала времени прохождения (tF – tI ) электромагнитного сигнала в случае «Передача на восток ». Это связано с тем, что в этом случае приёмная станция приближается к передающей станции, а не удаляется от неё.

Рис. 4.2. Измерение скорости света в одну сторону – передача на Запад

Анализ результатов измерения скорости электромагнитного сигнала (или луча света) наблюдателями, находящимся в двух вышеупомянутых системах отсчёта .

• В стационарной по отношению к геоцентрической инерциальной системе координат (система координат ECI).

Наблюдатель-1, находящийся в стационарной системе отсчёта относительно неподвижного пространство, сновa увидит, как фиксированные на поверхности Земли станции приёма и передачи движутся в восточном направлении в стационарном пространстве с линейной скоростью V поверхности Земли для соответствующей географической широты . Однако в этом случае оказивается, что расстояние, пройденное электромагнитным сигналом в стационарном пространстве (во вакууме), будет равно расстоянию D между двумя станциями на Земле, минус расстояние Δ = V (tF – tI ). Здесь Δ – расстояние, которое станция B проходит в течение времени прохождения электромагнитного сигнала (tF – tI ) с линейной скоростью V земной поверхности в стационарном пространстве на соответствующей широте.

Следовательно, наблюдатель-1, находящийся в стационарной (по отношению к окружающему пространству) системе отсчёта, измерит скорость электромагнитного сигнала (светового луча) и снова подтвердит, что она равна cvacuum (скорость света в вакууме):

•  В системе отсчёта , связанной с поверхностью Земли.

Наблюдатель-2, расположенный на поверхности Земли, снова увидит, что электромагнитный сигнал пройдет за тот же промежуток времени (tF – tI) ровно расстояние D (расстояние между фиксированными на земле передающей и приемной станциями). Поэтому наблюдатель-2 (расположенный в системе координат, связанной с поверхностью Земли), будет измерять более высокую скорость электромагнитного сигнала (или светового луча):

Очевидно, что измеренная скорость Наблюдателем-2 выше измеренной наблюдателем-1 (уравнение (6)), а разница равна линейной скорости поверхности Земли в неподвижном пространстве на соответствующей широте:

Этот теоретический результат снова точно соответствует результатам вышеупомянутых экспериментов, проведённых Марметом и Келли:

измеренная скорость электромагнитных сигналов в системе отсчета, связанных с поверхностью Земли в направлении «с востока на запад», равна c2 = (cvacuum +V) ,

где cvacuum скорость света в вакууме, а Vлинейная скорость поверхности Земли в неподвижном пространстве на соответствующей широте.

4.3. Заключение

Эксперименты «Одностороннее измерение скорости света» демонстрируют, что измеренная скорость света не одинакова в разных направлениях в системе отсчёта, связанной с поверхностью Земли.

Утверждение современной физики о том, что «односторонняя» скорость света от источника к приёмнику не может быть измерена независимо от соглашения о том, как синхронизируются часы на источнике и приёмнике, является ничем иным, как искусственной  “логической циркулярной ссылки” – см. первый тип так называемых «фундаментальных» тестов специальной теории относительности.

Эти эксперименты являются неопровержимым доказательством того, что измеренная скорость света в локальной пространственно-временной области с одинаковой равномерной интенсивностью гравитационного поля не одинакова во всех инерциальных системах отсчёта.

Многие учёные приводят доказательства того, что «Инвариантность скорости света является замечательной иллюзией» (Gift, 2010). Однако это не обсуждается физическим обществом.

В настоящее время CGPM (Conférence Générale des Poids et Mesures) рекомендует
величина скорости света в вакууме следующим образом:

«[CGPM] рекомендует использовать полученное значение для скорости распространения электромагнитных волн в вакууме c = 299 792 458 метров в секунду». (15-е заседание CGPM, Резолюция 2, 1975 г.).

Важное замечание можно сделать к BIPM (Международное бюро мер и весов):

Понятно, что если мы находимся на поверхности Земли (в системе отсчёта, связанной с поверхностью Земли) и нам необходимо измерить «скорость света в вакууме»: она должна приняться в качестве среднего арифметического измеренной скорости света в двух противоположных направлениях (с востока на запад) и (с запада на восток).

Это примечание также относится к принятому в настоящее время определению базовой единицы длины «метр» по скорости света:

«Метр» – это длина пути, пройдённого светом в вакууме за интервал 1/299 792 458 секунды» (17-е заседание CGPM, Резолюция 1, 1983 г.).

СЛЕДСТВИЕ. Определение базовой единицы длины «метр» посредством нерегламентированного измерения скорости света в вакууме несёт в себе проблему во всей области прикладной физики и техники!