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Está claro que la mayoría, si no todos, de estos experimentos tienen dificultades que no están relacionadas con la RE. En algunos casos, el experimento anómalo se ha repetido cuidadosamente y se ha demostrado que está equivocado (por ejemplo, Miller, Kantor, Munera); en otros, el resultado experimental es tan escandaloso que es improbable cualquier intento serio de reproducirlo (por ejemplo, Esclangon); en otros casos hay grandes incertidumbres y / o incógnitas involucradas (por ejemplo, Marinov, Silvertooth, Munera, Cahill, Mirabel), y algunos se basan en errores conceptuales importantes (por ejemplo, Marinov, Thimm, Silvertooth). En cualquier caso, en la actualidad ningún experimento reproducible y generalmente aceptado es incompatible con RE, dentro de su dominio de aplicabilidad.. En el caso de algunos experimentos anómalos, hay un aspecto de que esto es una profecía autocumplida (ser inconsistente con RE puede considerarse una indicación de que el experimento no es aceptable). Tenga en cuenta también que pocas o ninguna referencia estándar o libros de texto siquiera mencionan la posibilidad de que algunos experimentos puedan ser inconsistentes con RE, y también hay aspectos de sesgo de publicación en la literatura; muchos de estos artículos aparecen en revistas poco conocidas. Muchos de estos artículos exhiben varios niveles de incompetencia, lo que explica la dificultad de sus autores para ser publicados en las principales revistas de física revisadas por pares; La presencia de importantes revistas revisadas por pares aquí muestra que no es imposible que un experimento anómalo realizado de manera competente se publique en ellas.
No es un hilo común entre la mayoría de estos experimentos: los experimentadores no hacen ningún intento de medir y cuantificar los efectos sistemáticos que podrían afectar o imitan la señal que pretenden observar. Y ninguno de ellos realiza un análisis de error completo , que es necesario para que cualquier experimento sea creíble en la actualidad, especialmente los que pretenden anular los fundamentos de la física moderna. Para Esclangon y Miller esto es comprensible, ya que durante su vida el uso de barras de error y análisis de error cuantitativo no fue la norma; los autores modernos no tienen tal excusa. En varios casos (Esclangon, Miller, Marinov, Torr y Kolen, Cahill) es posible realizar un análisis de errores lo que demuestra que, después de todo, el experimento no es incompatible con RE.
Otro hilo común entre muchos de estos experimentos es la afirmación de "acuerdo con el resultado de Miller " (Kantor, Marinov, Silvertooth, Torr y Kolen, Munera, Cahill). Miller fue el primero en afirmar haber medido el "movimiento absoluto de la Tierra", y su resultado ha alcanzado una especie de "estatus de culto" entre las personas que dudan de la validez de la RE. El documento al que se hace referencia a continuación en la discusión de los resultados de Miller muestra de manera concluyente que su resultado es incorrecto y explica por qué en detalle. Entonces, las afirmaciones de "acuerdo con Miller" generan dudas sobre la validez de los experimentos que hacen tales afirmaciones (¿qué probabilidad hay de que un resultado válido "concuerde" con un resultado demostrablemente falso?).
Un punto clave es: si uno está realizando un experimento y afirma que derriba por completo los fundamentos de la física moderna, debe hacerlo a prueba de balas o no será creído ni aceptado. Como mínimo, esto significa que un análisis de errores integral debe ser incluido, las mediciones directas de los errores sistemáticos importantes deben ser realizadas, y cualquiera que sea “señal” se encuentra obligada ser estadísticamente significativo. Ninguno de estos experimentos se acerca a hacer un caso convincente de que son válidos y refutan la RE. Esto se basa en un análisis básico y elemental de la técnica de los experimentadores, no en el mero hecho de que no estén de acuerdo con las predicciones de la RE. Se demuestra que la mayoría de estos experimentos no son válidos (o al menos no son incompatibles con la RE) mediante una simple aplicación del análisis de error elemental u otros argumentos relacionados con las barras de error, lo que demuestra lo importante que es para la credibilidad de un resultado: los autores simplemente patrones encontrados:
Los aficionados buscan patrones, los profesionales miran barras de error.
No es un hilo común entre la mayoría de estos experimentos: los experimentadores no hacen ningún intento de medir y cuantificar los efectos sistemáticos que podrían afectar o imitan la señal que pretenden observar. Y ninguno de ellos realiza un análisis de error completo , que es necesario para que cualquier experimento sea creíble en la actualidad, especialmente los que pretenden anular los fundamentos de la física moderna. Para Esclangon y Miller esto es comprensible, ya que durante su vida el uso de barras de error y análisis de error cuantitativo no fue la norma; los autores modernos no tienen tal excusa. En varios casos (Esclangon, Miller, Marinov, Torr y Kolen, Cahill) es posible realizar un análisis de errores lo que demuestra que, después de todo, el experimento no es incompatible con RE.
Otro hilo común entre muchos de estos experimentos es la afirmación de "acuerdo con el resultado de Miller " (Kantor, Marinov, Silvertooth, Torr y Kolen, Munera, Cahill). Miller fue el primero en afirmar haber medido el "movimiento absoluto de la Tierra", y su resultado ha alcanzado una especie de "estatus de culto" entre las personas que dudan de la validez de la RE. El documento al que se hace referencia a continuación en la discusión de los resultados de Miller muestra de manera concluyente que su resultado es incorrecto y explica por qué en detalle. Entonces, las afirmaciones de "acuerdo con Miller" generan dudas sobre la validez de los experimentos que hacen tales afirmaciones (¿qué probabilidad hay de que un resultado válido "concuerde" con un resultado demostrablemente falso?).
Un punto clave es: si uno está realizando un experimento y afirma que derriba por completo los fundamentos de la física moderna, debe hacerlo a prueba de balas o no será creído ni aceptado. Como mínimo, esto significa que un análisis de errores integral debe ser incluido, las mediciones directas de los errores sistemáticos importantes deben ser realizadas, y cualquiera que sea “señal” se encuentra obligada ser estadísticamente significativo. Ninguno de estos experimentos se acerca a hacer un caso convincente de que son válidos y refutan la RE. Esto se basa en un análisis básico y elemental de la técnica de los experimentadores, no en el mero hecho de que no estén de acuerdo con las predicciones de la RE. Se demuestra que la mayoría de estos experimentos no son válidos (o al menos no son incompatibles con la RE) mediante una simple aplicación del análisis de error elemental u otros argumentos relacionados con las barras de error, lo que demuestra lo importante que es para la credibilidad de un resultado: los autores simplemente patrones encontrados:
Los aficionados buscan patrones, los profesionales miran barras de error.
Dicho todo esto, lo repito: al momento de escribir este artículo no hay experimentos reproducibles y generalmente aceptados que sean inconsistentes con la RE, dentro de su dominio de aplicabilidad .
- AA Michelson y EW Morley, "Sobre el movimiento relativo de la Tierra y el éter luminífero", Am. J. Sci. (3ª serie) 34 págs. 333–345 (1887).
Algunas personas afirman ver una "señal" en este experimento icónico. De hecho, parece haber una variación sinusoidal en sus gráficos, con un período de ½ vuelta, tal como lo sería cualquier señal real. Pero un análisis de error elemental muestra que estas variaciones no son estadísticamente significativas. El Apéndice I de arxiv: https://arxiv.org/abs/physics/0608238 analiza este experimento, incluido el análisis de errores, y la Sección III de ese documento muestra por qué su ruido parece ser una sinusoide con un período de ½ vuelta. No hay justificación para las afirmaciones de una "señal" real aquí.
- Esclangon, CRAS 185 no. 26 (1927), pág. 1593.
Observó una variación sistemática en la posición de una imagen óptica, correlacionada con el tiempo sidéreo. Este resultado es inconsistente no solo con RE, sino que también es inconsistente con la hipótesis de que el espacio es euclidiano y la luz viaja en línea recta.
Su "señal" en realidad está compuesta por puntos que son un promedio de varios miles de mediciones cada uno, y la magnitud de la señal es aproximadamente 25 veces menor que la resolución de las mediciones individuales; un análisis de error elemental muestra que su resultado no es significativamente diferente de la ausencia de variación (la predicción de la geometría RE y euclidiana). Por tanto, no hay razón para creer que este resultado sea incompatible con RE. Consulte también el sesgo del experimentador a continuación: este es un claro ejemplo de sobrepromedio.Miller, Rev. Mod. Phys. 5 (1933), pág.203.
Esta es una laboriosa repetición del experimento de Michelson-Morley (MMX), con observaciones tomadas durante una década. Informa una deriva neta del éter de unos 10 km / s, y describe la variación en la velocidad y dirección en términos de los movimientos del sol y la Tierra combinados con una deriva neta del éter.
Este experimento se volvió a analizar en: RE Shankland, SW McCuskey, FC Leone y G. Kuerti, “Nuevo análisis de las observaciones interferométricas de Dayton C. Miller”, Rev. Mod. Phys. 27 págs. 167-178 (1955). Reexaminaron los registros de datos originales de Miller y explicaron que su resultado no nulo se debe en parte a las fluctuaciones estadísticas y en parte a las condiciones de temperatura locales. Su nuevo análisis es consistente con un resultado nulo en todas las épocas durante un año. No dieron ninguna justificación para ninguna correlación con el tiempo sidéreo, como informó Miller.
Sorprendentemente, los datos en bruto de este experimento han sobrevivido (se pueden solicitar copias de los archivos de CWRU). También se volvieron a analizar en: TJ Roberts, “An Explanation of Dayton Miller's Anomalous 'Ether Drift' Result”, arxiv: https://arxiv.org/abs/physics/0608238. Este artículo explica en detalle cómo y por qué se engañó a Miller (utilizando técnicas de procesamiento de señales digitales) y realiza un análisis de errores que muestra que sus resultados no son estadísticamente significativos. También presenta un nuevo análisis que modela su deriva sistemática y obtiene un resultado cero con un límite superior en la "deriva del éter" de 6 km / s (90% de confianza). En resumen, esta es la pesadilla de todo experimentador: Miller, sin saberlo, estaba mirando patrones estadísticamente insignificantes en su deriva sistemática que imitaban con precisión la apariencia de una señal real. Si bien el propio Miller no podría haberlo sabido, no hay razón para creer o aceptar su resultado anómalo hoy.
Hay docenas de otros artículos que discuten y / o intentan "volver a analizar" los datos de Miller, todos los cuales afirman encontrar alguna señal real en sus datos. Todos ellos son inútiles ya que no realizan el análisis de error elemental de sus datos brutos (consulte la Sección II de arxiv: https://arxiv.org/abs/physics/0608238 ). El resultado anómalo de Miller proviene de promediar datos: el análisis de error elemental es indiscutible y muestra que su resultado no es estadísticamente significativo. Algunos autores modernos incluso realizan un análisis estadístico complicado en gráficos de los resultados de su ejecución frente al tiempo sidéreo, proclamando que hay una "señal significativa": se olvidaron de mirar los datos sin procesar y calcular la significancia estadística del resultado de cada ejecución: esos no son significativo, que destruye su castillo de naipes.
También hay un aspecto del sesgo del experimentador en el resultado original de Miller (y en las "reinterpretaciones" modernas que encuentran una "señal"). Claramente promedió en exceso sus datos, y la "señal" que él (y otros) encontraron es un orden de magnitud menor que la resolución con la que se registraron sus puntos de datos sin procesar. Es un hecho aritmético que al promediar datos se obtendrá una respuesta, pero un análisis de errores necesario para determinar si es estadísticamente significativo o no. Las personas que no están familiarizadas con la física experimental moderna pueden imponer sus deseos personales en las tramas de Miller y encontrar una "señal" ignorando la enorme dispersión de las carreras individuales y simplemente mirando los promedios. El análisis de error cuantitativo muestra que este enfoque es lamentablemente inadecuado y la "señal" encontrada de esta manera no es significativa.
De modo que no hay razón para creer o aceptar el resultado anómalo de Miller hoy.
Su "señal" en realidad está compuesta por puntos que son un promedio de varios miles de mediciones cada uno, y la magnitud de la señal es aproximadamente 25 veces menor que la resolución de las mediciones individuales; un análisis de error elemental muestra que su resultado no es significativamente diferente de la ausencia de variación (la predicción de la geometría RE y euclidiana). Por tanto, no hay razón para creer que este resultado sea incompatible con RE. Consulte también el sesgo del experimentador a continuación: este es un claro ejemplo de sobrepromedio.Miller, Rev. Mod. Phys. 5 (1933), pág.203.
Esta es una laboriosa repetición del experimento de Michelson-Morley (MMX), con observaciones tomadas durante una década. Informa una deriva neta del éter de unos 10 km / s, y describe la variación en la velocidad y dirección en términos de los movimientos del sol y la Tierra combinados con una deriva neta del éter.
Este experimento se volvió a analizar en: RE Shankland, SW McCuskey, FC Leone y G. Kuerti, “Nuevo análisis de las observaciones interferométricas de Dayton C. Miller”, Rev. Mod. Phys. 27 págs. 167-178 (1955). Reexaminaron los registros de datos originales de Miller y explicaron que su resultado no nulo se debe en parte a las fluctuaciones estadísticas y en parte a las condiciones de temperatura locales. Su nuevo análisis es consistente con un resultado nulo en todas las épocas durante un año. No dieron ninguna justificación para ninguna correlación con el tiempo sidéreo, como informó Miller.
Sorprendentemente, los datos en bruto de este experimento han sobrevivido (se pueden solicitar copias de los archivos de CWRU). También se volvieron a analizar en: TJ Roberts, “An Explanation of Dayton Miller's Anomalous 'Ether Drift' Result”, arxiv: https://arxiv.org/abs/physics/0608238. Este artículo explica en detalle cómo y por qué se engañó a Miller (utilizando técnicas de procesamiento de señales digitales) y realiza un análisis de errores que muestra que sus resultados no son estadísticamente significativos. También presenta un nuevo análisis que modela su deriva sistemática y obtiene un resultado cero con un límite superior en la "deriva del éter" de 6 km / s (90% de confianza). En resumen, esta es la pesadilla de todo experimentador: Miller, sin saberlo, estaba mirando patrones estadísticamente insignificantes en su deriva sistemática que imitaban con precisión la apariencia de una señal real. Si bien el propio Miller no podría haberlo sabido, no hay razón para creer o aceptar su resultado anómalo hoy.
Hay docenas de otros artículos que discuten y / o intentan "volver a analizar" los datos de Miller, todos los cuales afirman encontrar alguna señal real en sus datos. Todos ellos son inútiles ya que no realizan el análisis de error elemental de sus datos brutos (consulte la Sección II de arxiv: https://arxiv.org/abs/physics/0608238 ). El resultado anómalo de Miller proviene de promediar datos: el análisis de error elemental es indiscutible y muestra que su resultado no es estadísticamente significativo. Algunos autores modernos incluso realizan un análisis estadístico complicado en gráficos de los resultados de su ejecución frente al tiempo sidéreo, proclamando que hay una "señal significativa": se olvidaron de mirar los datos sin procesar y calcular la significancia estadística del resultado de cada ejecución: esos no son significativo, que destruye su castillo de naipes.
También hay un aspecto del sesgo del experimentador en el resultado original de Miller (y en las "reinterpretaciones" modernas que encuentran una "señal"). Claramente promedió en exceso sus datos, y la "señal" que él (y otros) encontraron es un orden de magnitud menor que la resolución con la que se registraron sus puntos de datos sin procesar. Es un hecho aritmético que al promediar datos se obtendrá una respuesta, pero un análisis de errores necesario para determinar si es estadísticamente significativo o no. Las personas que no están familiarizadas con la física experimental moderna pueden imponer sus deseos personales en las tramas de Miller y encontrar una "señal" ignorando la enorme dispersión de las carreras individuales y simplemente mirando los promedios. El análisis de error cuantitativo muestra que este enfoque es lamentablemente inadecuado y la "señal" encontrada de esta manera no es significativa.
De modo que no hay razón para creer o aceptar el resultado anómalo de Miller hoy.
- Kantor, JOSA 52 (1962), 978.
Criticado en: Burcev, Phys. Letón. 5 no. 1 (1963), pág. 44.
Repetido por: Babcock y Bergman, JOSA 54 (1964), pág. 147.
Repetido por: Rotz, Phys. Letón. 7 no. 4 (1963), pág. 252.
Repetido por: Waddoups et al., JOSA 55 , pág. 142 (1965).
El consenso es ahora que el resultado no nulo de Kantor se debió a que sus espejos giratorios arrastraban el aire; las repeticiones en el vacío producen un resultado nulo consistente con RE.
Repetido por: Babcock y Bergman, JOSA 54 (1964), pág. 147.
Repetido por: Rotz, Phys. Letón. 7 no. 4 (1963), pág. 252.
Repetido por: Waddoups et al., JOSA 55 , pág. 142 (1965).
El consenso es ahora que el resultado no nulo de Kantor se debió a que sus espejos giratorios arrastraban el aire; las repeticiones en el vacío producen un resultado nulo consistente con RE.
- Marinov, "Medición de la velocidad absoluta del laboratorio", Gen. Rel. y Grav. 12 no. 1 (1980), pág. 57.Marinov, Checo J. Phys. B 24, (1974), pág. 965.Marinov, J. Phys. A: Matemáticas. Gen. 16 (1983), págs. 1885–1888.Marinov, Progr. en Physics, 1 (2007), pág. 31; (posthum. reimpresión de “Deutscher Physik” 1992).
Se trata de una serie de experimentos que utilizan espejos y aberturas que giran mecánicamente y que afirman medir una anisotropía local en la velocidad unidireccional de la luz.
Marinov cree que sus espejos giratorios y sus aberturas proporcionan una "sincronización absoluta" que se puede utilizar para medir la velocidad unidireccional de la luz; esto no es así, y es un error conceptual importante en su diseño: simplemente proporcionan sincronización en el marco de descanso de su laboratorio. También es notoriamente malo en ignorar errores y resoluciones, hasta el punto de ser ridículo. Estimaciones simples basadas en sus aperturas y tasas de rotación muestran que su aparato es incapaz de medir lo que afirma, por un factor de 1,000 o más. Su aparato tiene un promedio inherente de varios microsegundos (o más), e ignora por completo este hecho básico y afirma estar midiendo la velocidad de la luz a una distancia de 1,4 metros (!). Y no se molesta en monitorear varios factores ambientales (temperatura, humedad, presión barométrica) que fácilmente podrían inducir las variaciones que observa. No hay razón para creer que sus experimentos tengan valor alguno.
Marinov cree que sus espejos giratorios y sus aberturas proporcionan una "sincronización absoluta" que se puede utilizar para medir la velocidad unidireccional de la luz; esto no es así, y es un error conceptual importante en su diseño: simplemente proporcionan sincronización en el marco de descanso de su laboratorio. También es notoriamente malo en ignorar errores y resoluciones, hasta el punto de ser ridículo. Estimaciones simples basadas en sus aperturas y tasas de rotación muestran que su aparato es incapaz de medir lo que afirma, por un factor de 1,000 o más. Su aparato tiene un promedio inherente de varios microsegundos (o más), e ignora por completo este hecho básico y afirma estar midiendo la velocidad de la luz a una distancia de 1,4 metros (!). Y no se molesta en monitorear varios factores ambientales (temperatura, humedad, presión barométrica) que fácilmente podrían inducir las variaciones que observa. No hay razón para creer que sus experimentos tengan valor alguno.
- Silvertooth y Jacobs, Óptica aplicada 22 no. 9 (1983), pág. 1274.Diente de plata, Specl. Sci. y Tech. 10 no. 1 (1986), pág. 3.Silvertooth y Whitney, Physics Essays 5 no. 1 (1992), pág. 82.
Se trata de una serie de experimentos que utilizan variaciones de un interferómetro novedoso en el que Silvertooth afirma haber observado el éter. El primer artículo es simplemente una descripción del fototubo especial y su uso para medir los flecos de Wiener. El segundo y el tercero presentan diferentes variaciones del interferómetro doble básico de Silvertooth; ambos afirman observar el éter.
Los experimentos se ven empañados por dos claros efectos de instrumentación: hay retroalimentación en el láser y los láseres multimodo empleados podrían imitar el efecto visto debido a las interrelaciones entre los diferentes modos. Y el aparato es excesivamente meticuloso: un intento de repetir la medición utilizando su aparato no logró ver ningún efecto en absoluto (inédito, ver Publication Bias ). Además, el análisis presentado es completamente erróneo: la anisotropía en la velocidad de la luz postulada en el segundo y tercer artículo es completamente incapaz de explicar las observaciones (se presentan dos análisis erróneos diferentes en los dos últimos artículos, cometiendo el mismo error elemental en ambas ocasiones: sin considerar la totalidad camino de luz). De hecho, sus transformaciones postuladas pertenecen a la clase de teorías que experimentalmente son indistinguibles de la RE (ver Teorías de prueba más arriba).
Los experimentos se ven empañados por dos claros efectos de instrumentación: hay retroalimentación en el láser y los láseres multimodo empleados podrían imitar el efecto visto debido a las interrelaciones entre los diferentes modos. Y el aparato es excesivamente meticuloso: un intento de repetir la medición utilizando su aparato no logró ver ningún efecto en absoluto (inédito, ver Publication Bias ). Además, el análisis presentado es completamente erróneo: la anisotropía en la velocidad de la luz postulada en el segundo y tercer artículo es completamente incapaz de explicar las observaciones (se presentan dos análisis erróneos diferentes en los dos últimos artículos, cometiendo el mismo error elemental en ambas ocasiones: sin considerar la totalidad camino de luz). De hecho, sus transformaciones postuladas pertenecen a la clase de teorías que experimentalmente son indistinguibles de la RE (ver Teorías de prueba más arriba).
- Kolen y Torr, encontrados. Phys. 12 no. 4 (1982), pág. 401 (propuesta).Torr y Kolen, NBS Special Publication 617 (1984), págs. 675-679 (resultados).
Se trata de un experimento que utiliza dos relojes atómicos separados por 500 metros conectados por un cable coaxial subterráneo, que busca variaciones siderales en la fase entre ellos. Las variaciones en esa fase se interpretan como variaciones en la velocidad de propagación unidireccional en el cable. Este experimento es bastante similar a los de Krisher et al. y Cialdea mencionado anteriormente (ambos informaron resultados nulos).
No está claro por qué algunas personas interpretan este resultado como incompatible con la RE; ciertamente, los propios autores no lo hacen. Su monitoreo de efectos sistemáticos como la temperatura y la presión barométrica (que afectan la velocidad de propagación de su cable) es lamentablemente inadecuado, y tales efectos ambientales incontrolados y no monitoreados podrían explicar fácilmente las pequeñas variaciones que observan. Esas variaciones son aproximadamente un factor de 100 veces más pequeñas que la deriva relativa de los relojes para la separación cero (que intentaron restar en su análisis asumiendo que es lineal, una suposición que es poco probable que se mantenga mejor que el 1%, ya que requieren ). Su método de análisis de datos también es inadecuado, ya que implica promediar durante 23 días (promediar datos como este casi nunca se justifica). Además, arxiv: https://arxiv.org/abs/physics/0608238 para ver un ejemplo de lo desastroso que fue para Miller realizar tal promedio). También tienen algunos días durante los cuales no se detectó variación, lo que es consistente con un efecto ambiental no monitoreado y es inconsistente con cualquier tipo de efecto cósmico. Debido a la gran variabilidad en sus variaciones diurnas y la inadecuación de su seguimiento y análisis, no hay razón para creer que este resultado sea inconsistente con SR; los propios experimentadores consideraron su resultado "preliminar".
No está claro por qué algunas personas interpretan este resultado como incompatible con la RE; ciertamente, los propios autores no lo hacen. Su monitoreo de efectos sistemáticos como la temperatura y la presión barométrica (que afectan la velocidad de propagación de su cable) es lamentablemente inadecuado, y tales efectos ambientales incontrolados y no monitoreados podrían explicar fácilmente las pequeñas variaciones que observan. Esas variaciones son aproximadamente un factor de 100 veces más pequeñas que la deriva relativa de los relojes para la separación cero (que intentaron restar en su análisis asumiendo que es lineal, una suposición que es poco probable que se mantenga mejor que el 1%, ya que requieren ). Su método de análisis de datos también es inadecuado, ya que implica promediar durante 23 días (promediar datos como este casi nunca se justifica). Además, arxiv: https://arxiv.org/abs/physics/0608238 para ver un ejemplo de lo desastroso que fue para Miller realizar tal promedio). También tienen algunos días durante los cuales no se detectó variación, lo que es consistente con un efecto ambiental no monitoreado y es inconsistente con cualquier tipo de efecto cósmico. Debido a la gran variabilidad en sus variaciones diurnas y la inadecuación de su seguimiento y análisis, no hay razón para creer que este resultado sea inconsistente con SR; los propios experimentadores consideraron su resultado "preliminar".
- Pearson et al., “Expansión superluminal de Quasar 3C273”. Nature 290 (1981), pág. 365.Mirabel y Rodríguez, “Una fuente superluminal en la galaxia”, Nature 371 no. 1 (1994), pág. 46.
La simple observación de una expansión o movimiento visiblemente superlumínico de un objeto distante no implica necesariamente que algo exceda c localmente. Véase, por ejemplo: Gabuzda, Am. J. Phys. 55 no. 3 (1987), pág. 214. Si un objeto de alta gama (subluminal) se mueve en un ángulo pequeño con respecto a nuestra línea de visión, puede parecer que va más rápido que la luz, pero no lo es. Esto es diferente de cualquier incertidumbre en las escalas de distancia.
- Thimm, “Ausencia del desplazamiento Doppler transversal relativista en las frecuencias de microondas”, IEEE Trans. Instrum. y Meas., 52 no 5 (2003), pág. 1660.
Este experimento utiliza antenas montadas en un disco giratorio dentro de un par de cajas de metal para intentar medir el efecto Doppler transversal. Desafortunadamente, el autor no se da cuenta de que simplemente ha construido dos cavidades de RF cerradas con un acoplador giratorio entre ellas. Es decir, las "antenas" que montó en el disco giratorio no están libres, y los reflejos de las paredes circundantes dominan completamente el patrón de RF dentro de su aparato, configurando patrones de onda en lo que equivale a un par de cavidades de RF acopladas sin sintonizar. Como la entrada y la salida del recinto no tienen movimiento relativo, no se predice ningún cambio de frecuencia, de acuerdo con su medición. Este experimento en realidad no prueba el Doppler transversal en absoluto y es totalmente compatible con RE.
- HA Múnera, D. Hernández-Deckers, G. Arenas y JE Alfonso, “Observación durante 2004 de cambios marginales periódicos en un experimento de Michelson-Morley estacionario adialeiptométrico”, Fenómenos electromagnéticos 6, No. 1 (16) pág. 70-92 (2006).
Este experimento es una repetición del experimento de Kennedy-Thorndike, pero con brazos de igual longitud a 90 °. El interferómetro está fijado a la Tierra en una latitud bastante cercana al ecuador.
Cuando Kennedy y Thorndike realizaron un experimento similar hace más de 70 años, se dieron cuenta de que serían incapaces de distinguir entre los efectos de la temperatura y los efectos de orientación, por lo que se esforzaron mucho para mantener la temperatura del aparato constante en 0,001 ° C. Por el contrario, Múnera et al. no hizo ningún intento por controlar los efectos de la temperatura o la humedad (ambos son bastante grandes en su habitación). Midieron la temperatura con una resolución de solo 0.2 ° C e intentaron corregir los grandes cambios de temperatura y humedad; una estimación simple muestra que una desviación inconmensurable de 0.2 ° C entre los dos brazos puede causar un desplazamiento marginal comparable a su " señal". Las diferencias de humedad pueden generar cambios marginales igualmente grandes. Debido a que aislaron el camino de luz de cada brazo de la habitación y entre sí, está claro que tales variaciones ocurrieron entre los dos brazos (las variaciones en la habitación en sí eran mucho mayores). Debido a un monitoreo y control ambiental inadecuado, no hay razón para creer que esta medición sea inconsistente con la RE.
- RT Cahill, “Un nuevo experimento de anisotropía a la velocidad de la luz: movimiento absoluto y ondas gravitacionales detectadas”, Progr. en Física, 4 (2006), pág.73.
Este experimento mide el retraso de ida y vuelta de las señales de RF que salen a través de una fibra óptica y regresan a través de un cable coaxial, menos el retraso de las señales que salen a través de un cable coaxial y regresan a través de una fibra óptica. El aparato tiene cables de 5 metros y está fijado a la Tierra con los cables alineados de norte a sur a una latitud de 38 ° S. Afirma que la fibra óptica es insensible al "movimiento absoluto" pero el cable coaxial puede observarlo, y esto combinación maximiza la "señal".
Cahill hizo un esfuerzo razonable para minimizar los efectos de las variaciones de temperatura en su aparato, pero luego supuso que no quedó ningún error sistemático, y no monitoreó los factores ambientales (temperatura, presión barométrica) que pueden afectar su aparato. Al disponer temporalmente los cables para formar un círculo, utilizó una configuración de prueba que elimina cualquier señal real y le permite medir directamente sus errores sistemáticos, lo cual es algo importante que hacer. Pero luego, inexplicablemente, ignora esa medición (las últimas 4 horas de su Fig. 14). El aparato se desplaza hacia arriba y hacia abajo en 8 ps durante esta configuración de cancelación de señal, que es aproximadamente la mitad de la magnitud de su "señal". La presencia de una deriva tan grande, no supervisada y desconocida invalida por completo sus conclusiones. Por ejemplo,
Cahill tiene una forma novedosa de lidiar con las variaciones claras y obvias en sus datos en una orientación dada (es decir, puntos de datos con 24 horas de diferencia): llama a esto "ondas gravitacionales" y afirma que son una parte adicional de su "señal" (estos "Ondas gravitacionales" son de su teoría, no GR). La presencia de variaciones comparables cuando los cables se configuraron en círculo invalida esta afirmación, ya que anula cualquier señal real. Para este aparato, cualquier señal real correspondiente a "movimiento absoluto" debe tener un período de 24 horas, y se desprende de sus gráficos que no hay una señal significativa presente (en su Fig.15, la varianza de las diferencias entre puntos separados por 24 horas es comparable a la variación de todo el gráfico y de la configuración de cancelación de señal; esto es solo una aplicación de la análisis de errores elementales ). Llamar a las variaciones en una orientación dada "ondas gravitacionales" no cambia el hecho de que estas variaciones son comparables a la dependencia de la orientación, que por lo tanto no es estadísticamente significativa. Para separar una señal dependiente de la orientación de las "ondas gravitacionales", afirma, es necesario realizar un experimento que realmente pueda separarlas, y éste no puede hacerlo. Eso requiere un aparato capaz de separar los efectos ambientales sistemáticos de los datos, y también capaz de variar su orientación en una escala de tiempo más pequeña que la de las “ondas gravitacionales” (recuerde que estas no son las ondas gravitacionales de GR).
Cahill enfatiza que su experimento concuerda con los resultados de Miller y con un experimento inédito de de Witte. Pero sus comparaciones no tienen barras de error y, por lo tanto, no tienen valor. Se pueden calcular barras de error para los datos de Miller y estimar las barras de error para los datos de De Witte y Cahill, y cada uno de los tres resultados no es significativamente diferente de nulo (para "movimiento absoluto"; uno debe ignorar sus "ondas gravitacionales" para esta comparación). Así que en realidad son consistentes entre sí, de una manera completamente inesperada por Cahill: ¡los tres son consistentes con un resultado nulo de “movimiento absoluto”! No se deje engañar por su Fig.18, ya que Cahill no muestra ninguna barra de error, y NINGUNOde esas variaciones son estadísticamente significativas; como Miller, sin saberlo, observa patrones insignificantes en derivas sistemáticas.
En resumen, no hay razón para creer este resultado porque: a) los efectos sistemáticos no se pueden separar de la "señal" mientras se toman datos, b) la breve medición de la deriva sistemática (en una configuración de cancelación de señal) es comparable a la "Señal", c) los datos del "movimiento absoluto" no son significativamente diferentes de cero, yd) el "acuerdo" con otros experimentos no es en absoluto lo que él cree que es.
Cahill hizo un esfuerzo razonable para minimizar los efectos de las variaciones de temperatura en su aparato, pero luego supuso que no quedó ningún error sistemático, y no monitoreó los factores ambientales (temperatura, presión barométrica) que pueden afectar su aparato. Al disponer temporalmente los cables para formar un círculo, utilizó una configuración de prueba que elimina cualquier señal real y le permite medir directamente sus errores sistemáticos, lo cual es algo importante que hacer. Pero luego, inexplicablemente, ignora esa medición (las últimas 4 horas de su Fig. 14). El aparato se desplaza hacia arriba y hacia abajo en 8 ps durante esta configuración de cancelación de señal, que es aproximadamente la mitad de la magnitud de su "señal". La presencia de una deriva tan grande, no supervisada y desconocida invalida por completo sus conclusiones. Por ejemplo,
Cahill tiene una forma novedosa de lidiar con las variaciones claras y obvias en sus datos en una orientación dada (es decir, puntos de datos con 24 horas de diferencia): llama a esto "ondas gravitacionales" y afirma que son una parte adicional de su "señal" (estos "Ondas gravitacionales" son de su teoría, no GR). La presencia de variaciones comparables cuando los cables se configuraron en círculo invalida esta afirmación, ya que anula cualquier señal real. Para este aparato, cualquier señal real correspondiente a "movimiento absoluto" debe tener un período de 24 horas, y se desprende de sus gráficos que no hay una señal significativa presente (en su Fig.15, la varianza de las diferencias entre puntos separados por 24 horas es comparable a la variación de todo el gráfico y de la configuración de cancelación de señal; esto es solo una aplicación de la análisis de errores elementales ). Llamar a las variaciones en una orientación dada "ondas gravitacionales" no cambia el hecho de que estas variaciones son comparables a la dependencia de la orientación, que por lo tanto no es estadísticamente significativa. Para separar una señal dependiente de la orientación de las "ondas gravitacionales", afirma, es necesario realizar un experimento que realmente pueda separarlas, y éste no puede hacerlo. Eso requiere un aparato capaz de separar los efectos ambientales sistemáticos de los datos, y también capaz de variar su orientación en una escala de tiempo más pequeña que la de las “ondas gravitacionales” (recuerde que estas no son las ondas gravitacionales de GR).
Cahill enfatiza que su experimento concuerda con los resultados de Miller y con un experimento inédito de de Witte. Pero sus comparaciones no tienen barras de error y, por lo tanto, no tienen valor. Se pueden calcular barras de error para los datos de Miller y estimar las barras de error para los datos de De Witte y Cahill, y cada uno de los tres resultados no es significativamente diferente de nulo (para "movimiento absoluto"; uno debe ignorar sus "ondas gravitacionales" para esta comparación). Así que en realidad son consistentes entre sí, de una manera completamente inesperada por Cahill: ¡los tres son consistentes con un resultado nulo de “movimiento absoluto”! No se deje engañar por su Fig.18, ya que Cahill no muestra ninguna barra de error, y NINGUNOde esas variaciones son estadísticamente significativas; como Miller, sin saberlo, observa patrones insignificantes en derivas sistemáticas.
En resumen, no hay razón para creer este resultado porque: a) los efectos sistemáticos no se pueden separar de la "señal" mientras se toman datos, b) la breve medición de la deriva sistemática (en una configuración de cancelación de señal) es comparable a la "Señal", c) los datos del "movimiento absoluto" no son significativamente diferentes de cero, yd) el "acuerdo" con otros experimentos no es en absoluto lo que él cree que es.
- [*=1]CE Navia, CRA Augusto, DF Franceschini, MB Robba y KH Tsui, “Búsqueda de propagación de luz anisotrópica como función de la alineación del haz láser en relación con el vector de velocidad de la Tierra”, Progr. en Física, 1 (2007), pág.53.Además, arxiv: https://arxiv.org/abs/astro-ph/0604145
Este experimento busca una variación en la posición transversal de la luz láser difractada por una rejilla a medida que cambia la orientación del aparato.
Los autores aparentemente piensan que su láser salió de un libro de texto y proporciona una fuente de luz monocromática perfectamente coherente. Los láseres reales no son tan perfectos y la diferencia es importante. Como no describieron su láser más que decir que es He-Ne, usaré valores genéricos para un láser He-Ne típico de laboratorio o de aula: un láser de este tipo tiene un ancho de línea de aproximadamente 1,5 partes por millón, incluidas 3– 5 modos longitudinales entre los que se comparte la potencia, variando ampliamente la fracción en cada modo durante el funcionamiento. Dicho láser también tiene una divergencia de haz de aproximadamente 2 milirradianes y una precisión de apuntado de aproximadamente 0,1 milirradianes. Estos efectos generan incertidumbres sistemáticas en la posición del pico de difracción comparables a su "señal"; no fueron controlados ni monitoreados por los experimentadores.
Los autores no proporcionaron un análisis de errores , a pesar de que el promedio es fundamental para su análisis. A partir de su gráfico de datos brutos (su Fig. 3), me parece que los datos se cuantifican de manera bastante aproximada, y luego se sobre-promedian para obtener su "resultado". Los datos promediados tienen variaciones inexplicables (ruido) no relacionadas con la orientación, que es aproximadamente la mitad de las variaciones de su "señal". Se puede obtener una estimación de la varianza de sus datos a partir de su Fig. 7, y sus gráficos de datos tienen variaciones solo aproximadamente el doble de esa varianza. Entonces, su “señal” es de importancia marginal en el mejor de los casos.
Sin una medición cuidadosa de sus errores sistemáticos obvios y un análisis de errores completo, no hay razón para creer que las variaciones que observan son significativas.
Los autores aparentemente piensan que su láser salió de un libro de texto y proporciona una fuente de luz monocromática perfectamente coherente. Los láseres reales no son tan perfectos y la diferencia es importante. Como no describieron su láser más que decir que es He-Ne, usaré valores genéricos para un láser He-Ne típico de laboratorio o de aula: un láser de este tipo tiene un ancho de línea de aproximadamente 1,5 partes por millón, incluidas 3– 5 modos longitudinales entre los que se comparte la potencia, variando ampliamente la fracción en cada modo durante el funcionamiento. Dicho láser también tiene una divergencia de haz de aproximadamente 2 milirradianes y una precisión de apuntado de aproximadamente 0,1 milirradianes. Estos efectos generan incertidumbres sistemáticas en la posición del pico de difracción comparables a su "señal"; no fueron controlados ni monitoreados por los experimentadores.
Los autores no proporcionaron un análisis de errores , a pesar de que el promedio es fundamental para su análisis. A partir de su gráfico de datos brutos (su Fig. 3), me parece que los datos se cuantifican de manera bastante aproximada, y luego se sobre-promedian para obtener su "resultado". Los datos promediados tienen variaciones inexplicables (ruido) no relacionadas con la orientación, que es aproximadamente la mitad de las variaciones de su "señal". Se puede obtener una estimación de la varianza de sus datos a partir de su Fig. 7, y sus gráficos de datos tienen variaciones solo aproximadamente el doble de esa varianza. Entonces, su “señal” es de importancia marginal en el mejor de los casos.
Sin una medición cuidadosa de sus errores sistemáticos obvios y un análisis de errores completo, no hay razón para creer que las variaciones que observan son significativas.
Análisis de error elemental de un promedio
Cuando se realizan múltiples mediciones de una sola cantidad, su media proporciona la mejor estimación del valor real de la cantidad que se mide. Pero este valor no es perfecto y todavía hay incertidumbre en la estimación. Un histograma de las medidas originales puede proporcionar una estimación de error para la media: la mejor estimación para la barra de error en la media proviene de la varianza rms del histograma (es decir, su σ ). Si los valores originales son todos estadísticamente independientes y hay N de ellos, entonces la mejor estimación de la barra de error en la media es σ / √ N (esto proviene del teorema del límite centralde estadísticas). Ese es un límite inferior para la barra de error en la media. Pero si las medidas originales no son verdaderamente independientes, como cuando existe algún efecto sistemático, entonces la barra de error en la media será mayor. Para un error puramente sistemático, la barra de error en la media es σ (independiente de N ), porque no se sabe cuál de las medidas originales es correcta. Esto no es necesariamente un límite superior en la barra de error porque podrían estar presentes errores adicionales, como errores de calibración de la instrumentación.
Es un hecho aritmético que al promediar los datos se obtendrá una respuesta, pero se requiere el análisis de error anterior para saber si es significativo o no. Como regla general, una señal que es 5σ (o más) de cero es difícil o imposible de ignorar; una "señal" que está a menos de 3σ desde cero no es convincente en el mejor de los casos. Por lo general, el desafío consiste en determinar qué es realmente σ; pero para un promedio, σ / √ N da un límite inferior que es indiscutible.
Por lo general, el promedio de los datos no está justificado y, en la mayoría de los casos, se puede aplicar un análisis a toda la secuencia de datos; normalmente, se debería ajustar una expresión teórica parametrizada a dicha secuencia de datos. Por tanto, si un experimento mide una serie de posiciones de franjas a medida que se gira el aparato, la posición de franjas teórica debe parametrizarse en función de la orientación y los parámetros se ajustan a toda la secuencia de medición. Se debe incluir una parametrización de antecedentes y / o errores sistemáticos. Dicho ajuste proporciona inherentemente barras de error en los valores de los parámetros resultantes. Esto es mucho mejor que promediar los datos tomados en cada orientación y buscar patrones en los promedios, porque tal promediación introduce artefactos, porque el promedio no puede distinguir entre dependencia de la orientación y desviaciones sistemáticas, y porque el ajuste da cuenta inherentemente de correlaciones en los parámetros que el promedio ignora. Ver arxiv: https://arxiv.org/abs/physics/0608238 para obtener ejemplos tanto de los artefactos introducidos por el promedio (Sección III) como de un análisis realizado sin dicho promedio (Sección IV).
Las barras de error se han convertido en una parte tan importante de la física experimental moderna que no es raro realizar múltiples mediciones de una cantidad, o dividir una secuencia de mediciones en múltiples secuencias más pequeñas, específicamente para poder estimar la barra de error en el resultado.
Tenga en cuenta que la palabra "error" aquí es terminología estándar y se utiliza en el sentido de "incertidumbre" en lugar de "error". Para experimentos bien diseñados, se tiene cuidado de minimizar los antecedentes y los errores sistemáticos, y se miden los errores sistemáticos importantes; luego, se realiza un análisis de errores completo y se utiliza para cuantificar las resoluciones y la importancia de los resultados. Para la mayoría de los experimentos de esta sección, los autores simplemente no hicieron esto. Antes de 1950 aproximadamente, esa era una práctica común y aceptada; hoy no es nada aceptable.
Sesgo del experimentador
El sesgo del experimentador es un fenómeno causado por la incapacidad de los participantes humanos en un experimento para permanecer completamente objetivos, en el que el experimentador humano influye directamente en el resultado del experimento en función de sus deseos o expectativas personales. Es una preocupación más común en los experimentos médicos y sociológicos, en los que generalmente se requieren protocolos "simple ciego" y "doble ciego". Pero algunos experimentos físicos en los que se requiere un observador humano para redondear las mediciones también pueden estar sujetos a él. En los experimentos aquí, las condiciones para esto son básicamente la combinación de una señal más pequeña que la resolución de medición real y un sobrepromedio de los datos utilizados para extraer la "señal" de las mediciones.
En principio, si una medición tiene una resolución de R , entonces si el experimentador promedia N mediciones independientes , el promedio tendrá una resolución de R / √ N (esto es solo una aplicación del análisis de error anterior). Esta es una técnica experimental importante que se utiliza para reducir el impacto de la aleatoriedad en el resultado de un experimento. Pero tenga en cuenta que esto requiere que las mediciones sean estadísticamente independientes , y hay varias razones por las que eso puede no ser cierto; de ser así, es posible que el promedio no sea en realidad una mejor medición, sino que simplemente refleje las correlaciones entre las mediciones individuales y sus no- naturaleza independiente.
La causa más común de falta de independencia son los errores sistemáticos (errores que afectan a todas las mediciones por igual, lo que hace que las diferentes mediciones estén altamente correlacionadas, por lo que el promedio no es mejor que cualquier medición individual). Pero otra causa puede deberse a la incapacidad de un observador humano para redondear las mediciones de una manera verdaderamente aleatoria. Si un experimento está buscando una variación sidérea de alguna medida, y si la medida es redondeada por un humano que conoce el tiempo sidéreo de la medida, y si se promedian cientos de medidas para extraer una "señal" que es más pequeña que la resolución real del aparato, entonces debe quedar claro que esta "señal" puede provenir del redondeo no aleatorio, y no del aparato en sí. En tales casos, se requiere un protocolo experimental simple ciego;
Tenga en cuenta que las técnicas modernas de adquisición de datos electrónicos y / o computarizados han reducido en gran medida la probabilidad de tal sesgo, pero aún puede introducirse mediante una técnica de análisis mal diseñada. El sesgo del experimentador no fue bien reconocido hasta las décadas de 1950 y 1960, y luego fue principalmente en experimentos y estudios médicos. Sus efectos sobre los experimentos en las ciencias físicas no siempre han sido plenamente reconocidos. Varios experimentos mencionados anteriormente se vieron claramente afectados por ella.
El sesgo de publicación
Hay dos aspectos muy diferentes del sesgo de publicación:
- Es posible que los resultados impopulares o inesperados no se publiquen porque los experimentadores originales o algunos árbitros de revistas tengan dudas o reservas sobre los resultados, basándose en los resultados mismos y no en una evaluación independiente de los procedimientos o técnicas experimentales.
- Es posible que los resultados experimentales esperados no se publiquen porque los experimentadores originales o algunos árbitros de revistas no los consideran lo suficientemente interesantes como para merecer la publicación.
Tenga en cuenta que esto no incluye artículos que son rechazados por otras razones, tales como: tema o estilo inapropiado, inconsistencias internas importantes o incompetencia absoluta por parte de los autores o experimentadores. Tales rechazos no son prejuicios, son el funcionamiento adecuado de una revista revisada por pares.
Base experimental de la Relatividad Especial - Indice
1. Introducción
2. Experimentos tempranos (anteriores a 1905)
3. Pruebas de los dos postulados de Einstein
4. Pruebas de dilatación del tiempo y efecto Doppler transversal
5. Pruebas de la paradoja de los gemelos
6. Pruebas de cinemática relativista
7. Pruebas de contracción de la longitud
8. Pruebas recientes de CPT e invariancia de Lorentz
9. Otros experimentos
10. Experimentos que aparentemente no son consistentes con RE / GR
11. Expresiones de gratitud y copyrigth