¿Ha cambiado la velocidad de la luz con el tiempo?

Question

Podría alguien juez de mi (stoner) hipótesis de que la velocidad de la luz ha cambiado a lo largo del tiempo-es decir. como el universo se ha expandido en el volumen de la luz se ha ralentizado, tal vez yendo tan lejos como el big bang, cuando era infinitamente rápido y no había tiempo porque todo sucedió a la vez, etc. El pensamiento de que la velocidad a la cual la información puede propagar a través del universo está vinculado al tamaño de la que parece intuitivo para mí. Mi pregunta: ¿hay un fácil refutación de esto? Sería Einstein tiene que ser malo? Es esto una violación de cualquier cosa, supuestamente más fundamentales, tales como la cuántica o de la cadena de teorías? ¿Ninguno de los actuales experimentos de invalidarlo? Si no se puede mostrar en cualquier caso, ¿por qué crees que es raro.

Editar 8/24

Estoy aceptando Mark M. la respuesta, pero este post aquí porque no hay un límite de caracteres en los comentarios

@Marcos M gracias, buena respuesta, pero. como alguien cuyo sólo lectura popular de la física, y debe dejar a los expertos, todavía estoy confundida en mi teoría personal. yo no veo por qué debería usted necesita dos unidades para medir la velocidad de la luz. la cosa tengo un tiempo difícil de envolver mi cabeza alrededor de la relación entre el tiempo y la distancia. ellos parecen que podrían ser la misma cosa. si dicen que el tiempo se mide fundamentalmente por la vibración de tal y tal cuántica objeto en el espacio....¿por qué no puedo acabamos medida que la vibración de la distancia, así como la constante... malos repetir a mí mismo para tratar de ser claro... hay una cierta distancia mínima a la que las partículas tienen que ir a interactuar unos con otros ....... si no vibra no wouldnt ser de tiempo,lo que crea la ilusión de un tiempo...así que en lugar de hablar acerca de la velocidad o de la c como la distancia/tiempo.... cant hablamos simplemente de que la distancia de un objeto cuántico vibates....Voy a llevar a mi punto de.....tal vez no hay necesidad de ser sólo una constante aquí, y que es el tamaño físico del universo. un pequeño de metal diapasón no parece estar vibrando en todos, pero si metieron la pata hasta el tamaño del empire state building de las barras de metal sería pasar de una ventana a otra. tal vez como nuestro universo se expandió en el tamaño de la longitud de un mínimo de vibraciones (tal vez infinito en el punto cero) se ha expandido, y por lo tanto crea la ilusión del tiempo y la velocidad de la luz, que, como el universo se expande, continuará disminuyendo. tal vez somos como un gran globo y nos han explotado y en todos los campos y partículas-sin-tamaño están vibrando más y más en ese espacio.. me estoy perdiendo algo que es obvio aquí?

Answer 1

No hay manera significativa para probar si la velocidad de la luz varía - eso es porque es dimensionful, es decir, se mide en unidades.

Para ver por qué, supongamos que el uso de las unidades en que se mide la distancia en términos de múltiplos de la circunferencia de los electrones de la órbita de la tierra del estado de Bohr del átomo de hidrógeno, y la unidad de tiempo es el periodo orbital. Esto le dará aproximadamente 137, que es la inversa de la constante de estructura fina, que se define como $e^2 \over \hbar c$. Así, podemos ver que no es posible determinar si el valor de la velocidad de la luz era diferente, ya que una de las constantes en el FSC (la carga del electrón o la reducción de la constante de Planck) podría haber cambiado.

Sin embargo, es significativo para preguntar si una constante adimensional ha cambiado, que no se mide en unidades. Algunos ejemplos son el mencionado constante de estructura fina, y la constante cosmológica. Además, la masa de las partículas son constantes fundamentales de la naturaleza - cambio de otra constante no afecta a ellos.

Así, en lugar de preguntar si la velocidad de la luz varía, una mejor pregunta es para preguntar si la constante de estructura fina varía (ya que es adimensional, no tiene unidades). Ha habido afirmaciones de que la constante de estructura fina puede variar (aquí y aquí, entre muchos otros). Sin embargo, esta no es ciertamente la aceptación de un resultado.

Para más información, consulte la Usenet preguntas frecuentes sobre adimensional constantes:

http://math.ucr.edu/home/baez/constants.html

Además

En lugar de variar a lo largo del tiempo, pensemos en el caso en que c varía a lo largo del espacio. Así, un grupo de científicos que publican en un cohete a una distancia de parte de la galaxia para determinar si la velocidad de la luz es diferente. Tendrán que usar las mismas unidades que la tierra los científicos están utilizando - podríamos usar estas unidades, las vibraciones de un átomo de tiempo, lo que quieras. Digamos que medir un valor diferente mediante el acuerdo de las unidades.

Ahora, imagine que un grupo de científicos se va a probar si la longitud de algunos particulares de la varilla era diferente en la misma región de la galaxia. Ellos deciden a ver cómo muchas vibraciones del átomo de cesio le toma a la luz para viajar de la varilla. Basado en su experimento, llegan a la conclusión de que la longitud de la varilla es más grande en esta región, o que el átomo de cesio vibra ligeramente más rápido.

Cuando ambos grupos de publicar sus resultados, no están de acuerdo - el primer grupo dice que el segundo grupo están equivocados ya que basa sus mediciones de la velocidad de la luz, que encontraron varía. Sin embargo, el grupo dos se afirma que el primer grupo es errónea, ya que se encontró que la longitud de la varilla de medición y la frecuencia de las vibraciones del átomo de cesio ambos eran diferentes.

Así, se puede ver que la afirmación de que un dimensionful constante ha variado es de sentido -, ya que son cocientes de las otras constantes, es 100 por ciento igual de válido para decir esas constantes variadas. No sólo es imposible determinar si han cambiado, pero la pregunta no tiene una respuesta. Búsqueda de diferentes valores para dimensionful constantes puede ser interpretado en una variedad de maneras. Por ejemplo, usted puede reclamar que las constantes en la constante de estructura fina habían variado, no la velocidad de la luz.

Answer 2

Se ha afirmado basado en observaciones astronómicas que la radio sin unidades de estructura fina constante $\alpha=e^2/\hbar c$ realidad varía con el tiempo, en vez de ser fijo.[Webb, 2001] Esta afirmación es probablemente errónea, ya que los intentos posteriores para reproducir las observaciones fallado.[Chand 2004] Rosenband et al.[Rosenband 2008] han hecho mediciones de laboratorio que descartar una disminución lineal de $\alpha$ con el tiempo, lo suficientemente grande como para ser coherente con Webb resultados.

Webb et al. recientemente han hecho aún más extraordinario afirma que la constante de estructura fina varía en la esfera celeste.[Webb 2010] afirmaciones Extraordinarias requieren prueba extraordinaria, y Webb et al. no han suministrado; sus resultados están al margen de la significación estadística en comparación con sus aleatoria y sistemática de los errores.

Incluso si sus afirmaciones son correctas, esto no es evidencia de que $c$ está cambiando, como a veces se afirma en la prensa popular. Si un experimento es comprobar si una constante fundamental es realmente constante, la constante debe ser radio sin unidades.[Duff 2002] Si la estructura fina constante hace variar, no hay modo empírico para asignar la culpa a $c$ frente al $\hbar$ o $e$. Juan Báez tiene una buena página web discutir la radio sin unidades de las constantes de la naturaleza.

J. K. Webb et al., 2000, "una prueba Más de la Evolución Cosmológica de la Constante de Estructura Fina," http://arxiv.org/abs/astro-ph/0012539v3

J. K. Webb et al., 2010, "la Evidencia de la variación espacial de la constante de estructura fina," http://arxiv.org/abs/1008.3907 ; Phys. Apo. Lett. 107, 191101 (2011)

H. Chand et al., 2004, Astron. Astrophys. 417: 853, http://arxiv.org/abs/astro-ph/0401094 ; Véase también http://arxiv.org/abs/0711.1742 , http://arxiv.org/abs/0905.1516

Srianand et al., 2004, Phys.Rev.Lett.92:121302, http://arxiv.org/abs/astro-ph/0402177

Duff, 2002, "Comentario sobre el tiempo de variación de las constantes fundamentales de la naturaleza," http://arxiv.org/abs/hep-th/0208093

Báez, http://math.ucr.edu/home/baez/constants.html

Rosenband et al., 2008, 319 (5871): 1808-1812, http://www.sciencemag.org/content/319/5871/1808.abstract