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Podría la velocidad de la luz fuera de nuestro sistema solar

Teoría: la velocidad de La luz cambia cuando entra o sale del sistema solar debido a una diferencia en el medio (materia oscura, posiblemente).

Potencial problema 1: la refracción

Si hubo un cambio de velocidad en el borde del sistema solar, la refracción que se producen. Esto se manifiesta en formas similares a la de la puesta de sol efecto.

Solución: la puesta de sol de la refracción se produce porque el ángulo contra el borde de la atmósfera es extrema. No tiene efecto se observa a mediodía. Las proximidades de la tierra hasta el borde del sistema solar, en cambio, hace que el ángulo de casi perpendicular en todas las direcciones. No esta negar cualquier efecto de la puesta de sol?

Sub-solución: Mi investigación sobre la refracción parece indicar que lo que voy a llamar a la "distinción" de la orilla de los medios tiene un efecto sobre el nivel de la refracción. De modo que, si el borde no eran sólidos, pero en lugar cónica, la refracción es reducido.

ASÍ que, ¿cuál sería el efecto sobre la luz que entra en nuestro sistema solar si la luz fueron severamente ralentizado--digamos que por un factor de 1.000.000 de veces, a lo que es ahora. Cuál, si alguna, efectos refractivos sería observada? Cuánto serían estos efectos cambian si el ángulo de la arista fueron graves?--Podría cualquier efecto refractivo ser superado por el que afila?

Otra pregunta, ¿cuál sería el efecto de la luz que viene de Alfa Centauri si el sistema tenía un medio similar de transición en el que es borde? ¿Cómo sería notable?

Esta imagen ilustra mis pensamientos: refraction

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Renaud Bompuis Puntos 10330

Afilando no hace ninguna diferencia en la ley de Snell. Si usted tiene un perfil de índice de refracción n(z) [aproximadamente independiente de x y de y], y usted sabe que el ángulo de la luz en el z1, entonces usted puede averiguar el ángulo en el otro punto z2 utilizando la ley de Snell -- y el ángulo sólo depende de n(z1) y n(z2) no, n(z) para cualquier otro z. No importa cuán suave o brusca n(z) cambios. (El perfil y la suavidad de no afectar a la reflexión y transmisión de las amplitudes, pero no afecta el ángulo.)

La atmósfera es un buen ejemplo-el índice de refracción cambia muy suavemente desde la tierra al espacio exterior, a medida que el aire se vuelve más delgada y más delgada, pero todavía hay una puesta de sol ... y por otra parte, se puede calcular el efecto de la puesta de sol sin saber nada sobre el índice de refracción de la atmósfera. Usted sólo necesita saber el índice de refracción en el suelo y el índice de refracción en el espacio.

Por lo tanto, si el índice de refracción cambia en el borde del sistema solar, nos gustaría ver las estrellas en raro, distorsionado posiciones, y las distorsiones que se iba a cambiar en el transcurso del año, como la tierra se mueven con respecto al borde del sistema solar. (Sí, sé que la tierra es un poco cerca del centro del sistema solar, pero todavía se mueve en cierta medida.) Las posiciones relativas de las estrellas se miden extraordinariamente alta precisión, por lo que si hubo un cambio de índice de refracción, podría ser visto fácilmente, a menos que el cambio de índice de refracción son sumamente pequeñas. No he ido a través del cálculo de exactamente cómo de pequeño es el índice de refracción debe ser indetectable. Sin duda un cambio de 1.000.000 puede ser descartado!

-- APÉNDICE --

He aquí un modo más específico a pensar si es astronómicamente observable. Para que quede claro, vamos a hacer 1:10^6 y 10^6:1 índice de contraste.

Si el índice es 1 en el interior del sistema solar y 10^6 fuera de... (la Luz viaja lento en el medio interestelar.)

Entonces cualquier dirección que miremos, los rayos de salir del sistema solar más o menos normal a la shell en el "borde del sistema solar", por la ley de Snell. No importa en donde la tierra es, podemos ver todas las estrellas en casi exactamente las posiciones que sería si nos proyecta que en el shell. (Como se vería la antigua idea de una esfera celeste.) Entonces la pregunta se convierte en:

Podemos observar el paralaje de un objeto en el borde del sistema solar?

La respuesta es: Sí, muy, muy fácilmente. Se puede observar la paralaje de las estrellas mucho más allá del sistema solar, y podemos observar que las galaxias lejanas tienen un efecto de paralaje que es mucho más pequeño. Por lo que podemos descartar esta posibilidad.

Si el índice es de 10^6 en el interior del sistema solar y de 1 fuera de... (la Luz viaja rápido en el medio interestelar.)

Luego de casi cualquier dirección que se mire tendrá la reflexión total interna en el borde del sistema solar -- no vamos a ver ninguna estrella en todo, tal vez incluso vamos a ver un reflejo de la del sol, con excepción de la dirección en la que estamos buscando casi exactamente muertos en la normal para el imaginario de shell en el borde del sistema solar. En esa dirección, habrá un poco de angular ventana donde podremos ver todas las estrellas en cada dirección exprimido. Creo que podemos descartar esto también!

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Me gustaría añadir un poco a Steve B de la respuesta, que es la que mejor se puede entender hasta ahora. Su punto crucial es que "afilando" (suave índice de refracción de variación) no hace ninguna diferencia a la deflexion - es sólo el principio y final de los valores del índice de refracción a lo largo de la deflexion que determinan el cambio en el ángulo. Para convencerse de esto, creo que de un rayo se ejecuta a través de una pila de delgadas capas homogéneas y aplicar la ley de Snell para cada uno. Usted encontrará que todos los "intermedios" los índices de refracción de los ángulos cancelar.

Ahora pienso en relativista terreno teórico podemos bastante decir con confianza (con una laguna posible) que aquí en la Tierra que no está inmerso en ninguna de refracción de los medios:

  1. Recordemos que $c$, de la relatividad del punto de vista, ya no es principalmente el pensamiento de como la velocidad de la luz, es simplemente un parámetro con las dimensiones de la velocidad a la que define lo que es la realidad en toda la clase (como $c$ rangos de $[0,\infty)$) de los posibles relatividades que son todos compatibles con los postulados de la relatividad especial y generalizar la transformación de Galileo (que es simplemente lo que tenemos como $c\to\infty$ y la relatividad Galileana es de hecho compatible con la básica y la simetría del grupo teórica de los postulados de la relatividad especial). Esa frase es un poco "denso" para ver mi respuesta aquí para obtener más información. Así que ahora tenemos que averiguar por experimentar lo que el valor de $c$ define nuestro Universo - que de toda esta familia de relatividades realmente vivimos en el, si es $c$ es finito, infinito $c$ los rendimientos de la relatividad Galileana);
  2. Desde este punto de vista actual, por lo tanto, nosotros no identidad $c$ mediante la medición de la velocidad de la luz en el vacío, que en lugar de buscar ejemplos de las velocidades que se transforman en parámetros de entre los marcos inerciales en la peculiar manera en la que este grupo de teóricos de la formulación de la relatividad predice si el parámetro de $c$ es finito. Este comportamiento es claramente diferentes, obviamente, a partir de la transformación de Galileo. Así que no se trata de su valor, ni lo que está asociado. Se trata de encontrar el tipo de extrañas marco de la independencia que hemos encontrado en el experimento de Michelson-Morley. Espectáculos de luz exactamente este comportamiento. Una de las cosas que el SR predice es que es sólo y precisamente la clase de partículas sin masa que tienen este comportamiento. Así que ahora tenemos que interpretar el MM experimento, dando los dos resultados independientes así: Resultado 1: hemos (yo) encontró que los extraño, finito $c$ comportamiento mostrado por la velocidad de la luz, (ii) SR predice que sólo puede haber uno de esos $c$ así que ahora sabemos que nuestro universo tiene un número finito de $c$, y no es el caso especial de la relatividad Galileana que tiene. Resultado 2: la Luz viaja a esta velocidad $c$, por lo que la luz debe ser propagado por una partícula sin masa. Tenga en cuenta que, el MM experimento, han sido muy diferente hoy en día, nos gustaría interpretarlo no como dice en contra de SR, pero como el rendimiento de la masa de los límites de la luz.

Por otra parte, cualquier tipo de "medio" rompe las simetrías causantes de la relatividad especial, a menos que el medio no interactúa con las partículas sin masa que usamos como nuestro punto de referencia para medir el $c$. Las velocidades de la luz en la óptica de los medios de transformación bajo aumenta de forma muy diferente a $c$. La cuestión de la media lanza un "preferido" marco de referencia debido a que los átomos / moléculas en "aferrarse a la luz" para pequeños intervalos de tiempo en un proceso cíclico de la absorción y la re-emisión que engendra una "disminución de la luz" y por lo tanto una eficaz índice de refracción. Los retrasos son cero y por lo tanto se dilatan bajo aumenta, lo que conduce a una dependencia en el marco del índice de refracción.

Simplemente poner, se que en cualquier medio en el que interactúa con la luz, nosotros casi con certeza se sabe que fueron allí a través de Michelson-Morely tipo de experimentos. Tendríamos un no nulo resultado del MM experimento, es decir, el movimiento de la Tierra podría afectar a la medición de la velocidad de la luz, pero aún así no ver la relatividad de Galileo, que Michelson y Moreley previó. Nos gustaría ver algo en el medio, e incluso se podría obtener buenas estimaciones en $c$ y cómo mucho mayor que la velocidad de la luz. Por lo que podemos estar bastante seguros de que la materia oscura, si estamos en él, tiene un índice de refracción de 1 y, si lo hace interactuar con la luz y la EM de campo, lo hace en un extraño y sutil manera en la que todavía no hemos encontrado la manera de detectar.

En Copernicano motivos, podemos afirmar que es poco probable que la profundidad del espacio entre las estrellas tiene un nonunity índice de refracción si, como sabemos, el espacio alrededor de nuestra Tierra casi seguro que no. Sería muy raro si nuestro pequeño parche de espacio eran tan especial que sólo aquí pueden lightspeed asumir la constante universal de $c$. Por lo tanto aquí como en el espacio profundo, tenemos buenas razones para suponer $n=1$ y que la materia oscura, si es que no, no cambia este hecho.

Esto deja a la última posibilidad de una capa hacia el Sistema Solar del borde de nonunity índice de refracción entre nosotros y las estrellas lejanas. Bien, ahora volvemos a Steve B de la respuesta. Esto significa que no debe haber ninguna angular deflexion como en su "puesta de sol" efecto. Podría ser, sin embargo, un cambio de lado de un rayo a través de los media, dependiendo de la dirección (ver dibujo). Ahora, nuestra galaxia es bastante gruesa en comparación con el Sistema Solar, por lo que el lateral de turno no hacen ninguna diferencia a nuestra capacidad para ver las estrellas. La fuente podía excavar El cosmoquest.org el foro me dice que el ángulo entre el Solar y Galáctica de la eclíptica es de unos 60 grados, de ahí mi dibujo.

Stellar Parallax with Refracting Layer

Supongamos que tenemos una estrella, es tal, que sus rayos pasan a través de la capa de unshifted en algún momento en el año. Seis meses más tarde, hay un lado deflexion de la ray $d$. Si el medio se perfectamente inmutable y fueron lo suficientemente gruesa, veríamos a la inclinación de la $\theta_s(t)$ de las estrellas cambian con el tiempo $t$, en una manera que no está de acuerdo con una simple triangulación sin un dentro-de-año-variando el desplazamiento horizontal $d(t)$. De Snell de la ley dentro de la media sería de espectáculo en sí mismo. El efecto sería sutil, pero, finalmente, mediante el ajuste de la inclinación frente a modelos de tiempo de asumir simple triangulación de muchas estrellas, veríamos las desviaciones que no se puede explicar de ninguna otra manera. En contraste, los simples modelos de triangulación dan preciso que se adapte a la observada $\theta_s(t)$. Por otra parte, dependiendo de lo que el medio es, su distribución puede cambiar de forma aleatoria con el tiempo, dando más distorsiones que el que se detectan en la final.

Así que no es del todo imposible que vivimos en una luz que interactúa con el medio, pero altamente improbable que estamos inmersos en ella, una muy buena suposición de que las estrellas distantes no están inmersos en ella y, si hay luz-que interactúan medio en el borde del Sistema Solar, es probable que ser muy delgada o con un índice de refracción muy, muy cerca de la 1.

Actualización de Preguntas:

Espere un minuto. Se me ocurre que para lo que yo propongo, mi índice de refracción números estaban muy lejos en mi calculadoras. Me dio el extra solar medio de un índice de 1000000 pensando en la velocidad de la luz. Pero no es al revés? No mis índice de menos de uno para tener en cuenta más rápido de la luz? ¿Qué debe hacer el índice, para una velocidad rápida? Un número menor que uno, pero mayor que cero o un número negativo? Tampoco parece funcionar en las calculadoras.

La única manera de que la magnitud del índice de refracción de la parte real puede ser menor que uno está dentro de las estrechas bandas de longitud de onda de los llamados de dispersión anómala que suceder para algunos materiales. Esto significa que la velocidad de fase es más que $c$ en estas bandas estrechas. La señal de la velocidad de propagación en el otro lado no puede ser mayor que $c$ sin violar la relatividad especial. Ver el "Grupo y la Velocidad de Fase de la sección" Dispersión" de la página de Wikipedia de dispersión Anómala, con sus drásticos dependencia de la longitud de onda, es realmente notable. Nos gustaría, por lo tanto, sólo piezas muy estrechas del espectro de una estrella debido a la dependencia de la frecuencia de $d(f)$. Real negativo-parte del índice de refracción con una magnitud de más de uno también puede suceder, pero, como ya sabemos, no surgen en la naturaleza y sólo surge en sofisticados metamateriales. Por supuesto, tal vez la materia oscura tiene este comportamiento también. Pero aún así, no debería cambiar mi o Steve B argumentos. Negativa en un material de índice de rayos estancia en el mismo lado de la unidad normal, así que es bastante bizzare de hecho. consulte la "Negativa del Índice de Metamateriales" página de Wikipedia.

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Allen Knutson Puntos 221

Para construir sobre Steve B. la respuesta y dar una prueba visual, pensé en publicar lo que he encontrado después de nuestra discusión.

He encontrado que el ángulo de las estrellas de nuestra propia "estelar atmósfera" que en realidad está cerca de 0 grados de "normal" para los fines de cálculo utilizando la ley de Snell. Esta calculadora me encontré muestra lo que quiero decir:

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Lo bueno de esta calculadora es que cuando se introduce un valor, los rayos rojos, en realidad muestran cómo se vería. La única limitación que veo con esta calculadora es que sólo te permite ir a un decimal para los ángulos y sólo tan alto como 1000 para el índice de refracción. Desde mi propuesta, los valores fueron mucho más extrema, tuve que pasar a algo más preciso...

La calculadora de abajo muestra que con mi propuesta de escenario, el ángulo de refracción de hecho se curva la luz de una manera que resulte evidente para los observadores en la Tierra:

enter image description here

A menos que me equivoco, con un 10 grado de refracción, no creo que a ninguno de estrellas será visible a todos los observadores en la Tierra! Por lo tanto, mi propuesta es... absurdo.

Edición 1, la corrección de

Ok. Creo que mi índice de refracción números fueron mal en el anterior calculadoras. Desde que yo estoy proponiendo es que la deep space media tiene la luz viaja a 1.000.000 de veces más rápido que en nuestro sistema solar, el primer índice se debe (creo) 1 y el 2do medio debe ser de 1.000.000. Esto le da un ángulo resultante de .00000000009! Tal vez mi propuesta no era absurdo que después de todo?

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David Brown Puntos 14365

Respuesta Simple: la velocidad de La luz no cambia, el espacio-tiempo es lo que ha cambiado.

Mi intento real: Su pregunta en realidad incluye dos tipos de distorsiones en la luz...

La primera es la distorsión gravitacional, en realidad, no se modificar el tiempo para que la luz para llegar del punto a al punto B, se modifica la posición de B. Si esto sucede en gran escala, como en el espacio, gran parte de la luz se aleja de nosotros no puede ser visto.

El segundo es un cambio en la electrónica y de la permeabilidad magnética del espacio de la electro-magnético de la onda atraviesa. A pesar de que los experimentos se han realizado para ajustar la velocidad de la luz en este camino no ha sido probado para realmente cambiar permanentemente la frecuencia y el impulso de la luz. Por lo tanto el momento en que la luz sale de dicha permeabilidad de la que regresará a la velocidad en el espacio libre.

Después de un examen minucioso de su pregunta... veo una sugerencia de que, debido a un estrechamiento del índice no podemos observar un dramático ajuste de la velocidad de la luz fuera de nuestro sistema. Creo que esto habría sido señalado por señales resultantes de uno de los Viajeros. Permítanos suponer este cambio está fuera de la rabia de la nave Voyager. Este repentino cambio en el índice podría ser debido a los efectos gravitacionales, por tanto, el espacio-tiempo es lo que ha sido alterado, haciendo que la distancia efectiva para cualquier objeto físico de la misma, como lo ha sido calculado por los astrónomos.

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Hasturkun Puntos 18653

Si c hizo el cambio, estoy seguro de que los científicos han notado que cuando recibieron las señales de radio desde el voyager.

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