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Comparar c para diferentes direcciones y sentidos

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  • Comparar c para diferentes direcciones y sentidos

    Como sabemos, debido a la relatividad, no somos capaces de sincronizar dos herramientas para poder medir la velocidad de los fotones en el vacío, o al menos, no para una única dirección y sentido, por lo que la velocidad que hemos establecido como velocidad de la luz, es el resultado de calcular la velocidad promedio de un rayo de luz para un trayecto de ida y vuelta.

    Hace un tiempo, pensé un método que nos permitiría, no medir la velocidad de la luz para una única dirección y sentido, pero sí compararla para varias direcciones y sentidos. Esto podría arrojarnos un cierto grado de certeza sobre si la luz viaja a la misma velocidad independientemente de su dirección y sentido o no.

    Comenzaré por explicar el mecanismo que emplearía este sistema.

    Como todos sabemos, observar un objeto implica que, una serie de fotones viajen desde dicho objeto hasta nuestros ojos, por lo que la clave para el primer paso de este sistema, será lograr sincronizar un mismo acontecimiento para dos o más observadores. Esto no requiere sincronizar el tiempo de los observadores, tan solo el acontecimiento desde sus perspectivas.

    Este acontecimiento ocurrirá en un determinado momento, pero debido a la ubicación de los observadores, así como al posible problema sobre el que estamos tratando, este acontecimiento podría alcanzar la visión de cada uno de los observadores en diferentes instantes.

    Tener esto en consideración será la clave para encontrar el método por el cual podremos comparar la velocidad de la luz en distintas direcciones y sentidos.

    La primera medida que deberemos tomar, será eliminar el problema de la ubicación. Si todos los observadores se encuentran a la misma distancia del acontecimiento, eliminaríamos una de las dos variables que podemos identificar. Esto dejará como única variable, la dependencia que la velocidad de la luz podría tener con su dirección y sentido.

    La segunda medida que tomaremos, será crear un segundo evento, situado en una ubicación distinta al primero y con respecto al cual también cumpliremos la primera medida, es decir, también ubicaremos a todos los observadores a una misma distancia del evento. Hay que aclarar que los observadores, mantendrán su posición relativa con respecto de ambos eventos durante todo el experimento. También es necesario aclarar que la distancia entre los eventos y los observadores, solo tendrá que ser igual entre ellas para cada evento al verlo de manera independiente, es decir, todos los observadores se encontrarán a una misma distancia del primer evento y todos los observadores se encontrarán a la misma distancia del segundo, pero las distancias que los observadores tendrán respecto del primer y segundo evento no tienen por qué coincidir.

    Una vez tomadas estas medidas, nos surgirá una necesidad que consistirá en poder medir el tiempo transcurrido entre ambos acontecimientos para cada uno de los observadores.

    Si la medición resultante, da como resultado una misma diferencia temporal para todos nuestros observadores, implicará que la velocidad de la luz será siempre la misma independientemente de su dirección y sentido, por lo que la velocidad de la luz sería homogénea.


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Nombre:	Esquema.jpg
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Tamaño:	81,0 KB
ID:	365449

    Llevando esto a un ejemplo, podríamos ver algo como el gráfico anterior. Un balón que desciende debido a la gravedad y que es gravado por dos cámaras.

    Cuando el balón alcance la posición designada como evento 1, sincronizaremos las grabaciones de ambas cámaras. Esta sincronización no la realizaremos atendiendo al tiempo de la grabación, la realizaremos atendiendo a la imagen que observamos en ella, cuando veamos exactamente la misma imagen en ambas grabaciones, serán esas dos imágenes las que consideraremos como el T = 0 de ambas grabaciones.

    Puesto que la distancia que los fotones recorrerán entre los observadores y el evento 1 es la misma para ambos y habiendo sincronizado la grabación de ambas cámaras con él, si la velocidad que describe la luz en cualquier dirección y sentido es siempre la misma, es decir, si la velocidad de la luz es homogénea, en las grabaciones y debido a que la distancia entre observadores y el evento 2 también es la misma, nuestras grabaciones también se encontrarán sincronizadas para este segundo evento.

    En caso de que las grabaciones no se encuentren sincronizadas para el evento 2, será un claro indicativo de que la luz no se desplaza con una velocidad homogénea.

    Obviamente, hay que tener muchos pequeños detalles en consideración. Un balón se trata de un elemento demasiado grande como para hacer correctamente una medición fiable y debido a su masa, generará gravedad lo que considerando que necesitaremos de una grandísima precisión, puede que esta sea el motivo de generar un error en nuestra medición.

    Puede que tengamos un problema debido a la velocidad del balón, cuanto más veloz se desplace el elemento observado, más sencillo será apreciar diferencias en las imágenes.

    Solo con estas dos características optaría por emplear un láser en lugar del balón del ejemplo, pero no entraré en eso.

    También podremos sufrir problemas de carácter tecnológico. La cantidad de fps necesarios para poder detectar esta posible diferencia en la velocidad en algo tan veloz como los fotones, será demasiado alta como para los estándares actuales, lo que dificultaría este método. Continuando con el problema de carácter tecnológico, sería el crear un sistema con los márgenes de fabricación lo suficientemente precisos como para que estos no generen discrepancias en los resultados, lo cual, al igual que con las cámaras, no tengo del todo claro que esté al alcance de los estándares actuales.

    Para poder solventar, o al menos reducir el impacto tecnológico, deberemos considerar que, a mayor tamaño del sistema, menor será, al menos porcentualmente hablando, el error generado debido al margen de fabricación. También la sustitución de las cámaras, por algún tipo de material fotosensible, podría ayudar a simplificar el sistema, aunque esta opción nos generaría la necesidad de buscar otro método de medición que no requiera contabilizar la cantidad de fotogramas acontecidos entre ambos eventos, lo que podría implicar incluir alguna parte móvil en el sistema, lo cual podría ser contraproducente si no se hace bien.

    Por último, también podremos encontrar un posible problema en la propia metodología, éste se basaría en la duda de si un fotón se trata de una onda o una partícula. En caso de tratarse de una onda, ésta comenzaría a propagarse al mismo tiempo para todas las direcciones y sentidos, pero si se tratase de una partícula, su emisión hacia cada una de nuestras cámaras no tiene por qué producirse simultáneamente, lo que provocaría un pequeño desfase entre las grabaciones de ambas cámaras que se trataría de un problema independiente al de la velocidad a la que el fotón viaje dependiendo de su dirección y sentido.

    Hay que decir que, en caso de que los fotones se traten de partículas y muestren ese pequeño desfase derivado del momento de emisión, éste no sería dependiente de la distancia a recorrer, por lo que podríamos emplear este problema en nuestro favor. En caso de detectar una pequeña discrepancia entre ambas grabaciones y que este, se mantenga al aumentar la distancia entre los eventos observados y las cámaras, sería un indicativo de que los fotones son partículas. En el caso de que esta discrepancia altere su valor, significaría que esa discrepancia dependerá de la distancia recorrida y por lo tanto de la velocidad descrita por los fotones.

  • #2
    Hola Supongo que habrás visto este video




    En el foro se ha tratado el tema, aunque no he logrado encontrarlos.

    La principal objeción a tu planteo está en como haces a sincronizar a todos los observadores.

    Comentario


    • #3
      Buenas Richard R Richard, gracias por tu respuesta.

      Sí, has acertado, fue este video gracias al cual me plantee este asunto.

      Es posible que me haya explicado mal, no es necesario sincronizar a los observadores.

      Debido a que todos los observadores se encuentran a la misma distancia de ambos eventos, si la velocidad de la luz fuese homogénea, para todos los observadores deberá transcurrir la misma cantidad de tiempo entre ambos eventos.

      Es decir, si para el observador de la izquierda transcurren 0,003 segundos entre el evento 1 y el evento 2, también para el observador de la derecha deberá transcurrir esa misma cantidad de tiempo. Debido a que la única diferencia para cada uno de los observaciones reside en la dirección y el sentido en la que los fotones viajarán hasta ellos, el único motivo por el que el tiempo transcurrido entre ambos eventos podría ser diferente para cada observador, sería precisamente la única diferencia que hay entre ellos, la dirección y el sentido que toma la luz para alcanzarlos, lo que significaría que la luz, dependiendo el camino que tome, tardará más o menos tiempo en alcanzar a los observadores y por lo tanto, esos 0,003 segundos transcurridos para el observador izquierdo, podría transformarse en 0,0032 o 0,2 para el derecho, todo dependerá de la velocidad a la que este información se trasmita.

      Espero haberlo explicado algo mejor.

      Un saludo
      Última edición por GorkaJoseba; 29/04/2024, 11:36:51.

      Comentario


      • #4
        Hola, la única forma de checar si los eventos fueron simultáneos es recibir una señal de cada observador y esa señal será la de vuelta. Aun siendo anisotrópica la velocidad , registraras el mismo evento sincronizado. No veo como te puedas librar de eso , aun disponiendo observadores sobre la superficie de una esfera 3d.

        Comentario


        • #5
          Hola Richard R Richard, lo primero es agradecerte por hacer que me de cuenta que me había equivocado en mi planteamiento.

          Lo segundo también es agradecerte, ya que, gracias ha haberme hecho comprender este problema mejor de lo que lo entendía hasta ahora y siendo yo una persona bastante persistente, me he vuelto a replantear el problema y he vuelto a llegar a nuevas conclusiones. (De verdad que no deseo hacerle perder el tiempo a nadie, pero tampoco considero correcto callarme las cosas. Explicaré muy superficialmente el cambio necesario para entender este segundo planteamiento y lo dejaré así.)

          Si en mi planteamiento inicial, sustituimos la luz que viaja desde el segundo evento hasta los observadores, por dos objetos que recorran exactamente la misma distancia y que viajen con la misma velocidad hasta alcanzar a sus respectivos observadores, la única variable de este sistema sería la velocidad de trasmisión de la luz desde el primer evento hasta los observadores, por lo que no solo podríamos compararla, sino que podríamos medir exactamente sus valores.

          Indistintamente de ello, insisto en agradecerte Richard R Richard por hacerme ver mi error.

          Un saludo.

          Comentario


          • Richard R Richard
            Richard R Richard comentado
            Editando un comentario
            Siempre a disposición, aquí ni yo ni nadie es autoridad de la verdad, plantea como interrogante cualquier tema a debatir , espera que otros interesados se sumen al debate.

        • #6
          Veo este método demasiado simple, por lo que supongo que habré metido la pata en algún sitio, si alguien puede decirme donde lo agradecería.




          Gracias de antemano.

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