¿Podemos medir la velocidad de la luz en una dirección?

Question

Lo siento si esta es una pregunta tonta. Hace poco me enteré de que es imposible que podamos medir la velocidad de la luz en una dirección. Sólo podemos medirla en dos direcciones y asumimos que su velocidad es la misma en ambas direcciones por convención.

https://en.wikipedia.org/wiki/One-way_speed_of_light

Pero hemos podido observar directamente los efectos de la velocidad finita de la luz desde el año 1600, cuando los astrónomos trataron de utilizar a Io como una forma de medir el tiempo sin un reloj y encontraron que parecía orbitar ligeramente más rápido mientras la Tierra se movía hacia ella y ligeramente más lento mientras se alejaba de ella, para una discrepancia máxima total de 16 minutos. Este retraso no se debe a que la luz rebote en la superficie de Io, ya que lo hace en ambas situaciones. El retraso se debe únicamente a que la luz tiene que viajar 186 millones de millas más entre las dos mediciones.

Así que mi pregunta es, ¿es este segundo ejemplo una medición real de la velocidad de la luz en una dirección? No veo por qué una fuente dice que no podemos medir la luz en una dirección mientras que la segunda fuente sugiere que sí podemos. Por favor, ayúdenme a aclarar esta contradicción.

Answer 1

Tenemos que redefinir la simultaneidad. Mi propuesta es la siguiente si un cuerpo rígido AB de longitud l se mueve sin ninguna aceleración paralelamente al eje X y en el momento t0 su punto A está en el lugar x, entonces simultáneamente su punto B está en el lugar x+l

Diseñemos ahora el experimento para sincronizar relojes distantes y/o medir la velocidad de la luz en un sentido:

Imagina cuatro naves espaciales volando como un cuadrado perfecto EFGH hacia (o alejándose de) los puntos ABCD que no se mueven (al menos en relación con los demás), donde AD es paralelo a EF y la distancia EF es igual a AD. Los puntos EG deben ser colineales con los puntos AB y los puntos FH colineales con CD. Asegurarse de que ABCD (y EFGH) es un cuadrado es relativamente fácil, ya que la velocidad de la luz en dos sentidos es constante:

podemos medir (y corregir, si es necesario) las distancias BD y CA enviando señales luminosas de B a D (y de C a A) y viceversa

Imagen en línea

Ahora, en un momento determinado (los relojes de A y D pueden estar pre-sincronizados usando la convención de Einstein, pero no es absolutamente necesario) podemos medir la distancia de A a G (L) y de D a H (L') usando la señal de luz (láser) enviada de A a G (y reflejada de vuelta a A) así como la distancia de D a H. Si la distancia AG (L) es igual a DH (L') las señales de A y D han sido enviadas simultáneamente; si no, sería fácil ajustar los relojes para que estén sincronizados.

También podemos medir la velocidad de la luz en un sentido directamente, sin sincronizar los relojes: Enviemos la señal luminosa de A a G (y la reflejemos de vuelta a A) y simultáneamente de A a un reflector en D y reflejemos la luz de D a H (y de H de vuelta a D). Si medimos el tiempo que tarda la luz en viajar de A a G y le restamos el tiempo que tarda la luz en viajar de D a H', tendremos el tiempo que tarda la luz en viajar de A a D. Por favor, indíqueme si he hecho alguna suposición errónea

Por supuesto, teóricamente bastaría con tener sólo las líneas AD paralelas a GH, pero en la práctica podría ser difícil asegurarse de que son paralelas entre sí