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Es la velocidad de la luz en el vacío siempre el mismo valor?

La velocidad de escape de los diferentes planetas y las estrellas varían. Si varían, las velocidades de los cuerpos de escapar de las respectivas estrellas o planetas también debe variar.

Igual, si quiero una pelota para llegar a 10 metros de altura, que debo tirar con diferentes velocidades en la tierra en comparación con algún otro planeta. Como la luz (es decir, un fotón atraviesa muchas estrellas y planetas, no su velocidad varían respecto a los de otro fotón?

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accipehoc Puntos 8

La medida en que podamos decir, la velocidad local de la luz en el vacío es de hecho constante.

Los fotones no frenar o acelerar como caen en o salir de un pozo de gravedad. Sin embargo, sólo como un objeto masivo de la energía cinética de los cambios que el objeto que cae o se levanta de un pozo de gravedad, los fotones también ganar o perder energía. En el caso de los fotones, este cambio de energía se manifiesta como un cambio en la frecuencia (o longitud de onda) en lugar de un cambio en la velocidad.

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sinekonata Puntos 166

No, en perfecto estado de vacío, los fotones no se ralentice. Aunque, la gravedad de objetos masivos como las estrellas o los planetas se puede doblar la trayectoria de los fotones (la Teoría de la Relatividad General) como una lente.

Si usted se refiere al hecho de que el Agujero Negro es negro porque no los fotones pueden escapar de su enorme fuerza de la gravedad y piensa que esto es debido a que la gravedad del agujero negro es el retraso de los fotones, que no es la verdad.

Una analogía:

La más fuerte es la fuerza de gravedad de un cuerpo, el más rápido de un espacio alrededor del cuerpo que se está cayendo en el mismo cuerpo. Para un agujero negro, más cerca que cualquier fotón de llegar a ella, el más rápido, el espacio alrededor del agujero negro de la caída. Finalmente, hay un punto donde la velocidad de la caída es igual a la velocidad de la luz. Ese punto se llama el Evento Horizonte. Es por eso que no fotón puede escapar, y el agujero negro, bien negro.

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La respuesta a su pregunta depende de bellas definiciones.

Localmente la velocidad de la luz es siempre la misma; más precisamente, el universal, invariante de Lorentz velocidad $c$ (que es también la velocidad máxima de una relación causa-efecto y observado experimentalmente a ser la misma que la velocidad de la luz) es constante. Esto significa que cualquier medición de la velocidad de la luz en cualquier laboratorio con el pequeño tiempo suficiente y el alcance espacial[1] siempre producen el mismo valor de $c$;

A nivel mundial la velocidad de la luz puede variar. Un reloj de luz del período de hecho puede ser observado desde lejos, para variar un observador en un punto diferente en un campo gravitatorio: testimonio - por ejemplo - la variable $g_{0\,0}$ plazo en el Schwarzschild o Rindler métricas.

Sin embargo, el fracaso de la luz para escapar de un agujero negro no es bien considerado en términos de nociones Newtonianas, aunque si se calcula el Schwarzshild radio con la física Newtoniana que de hecho va a obtener la respuesta correcta! La energía de la luz disminuye según lo descrito por la física Newtoniana, pero esto se manifiesta como un corrimiento al rojo en lugar de un local de "desaceleración", como ya vimos en David Hammen la respuesta. En la mecánica Newtoniana, el concepto análogo de un agujero negro que se llama una Estrella Oscura y, en este paradigma, se puede escapar de una Estrella Oscura subiendo por una cuerda que colgaba de un paso de la nave espacial. Usted no puede hacer lo mismo desde un agujero negro de Schwarzschild sin ir hacia atrás en el tiempo.

[1] Aquí nos referimos en el Weierstrass estilo de límite de sentido: como hacemos nuestro laboratorio más pequeños y más pequeños, de manera que el espacio-tiempo colector aparece más y más como un pequeño trozo de plano Minkowskian el espacio-tiempo, la limitación resultado de este experimento es siempre $c$.

2voto

Gary Godfrey Puntos 443

Si con tus cañas y los relojes están en caída libre (es decir: su métrica es el de Minkowski diag(-1,1,1,1) ) en un vacío y el rayo de luz pasa cerca de usted, usted siempre va a medir la velocidad estándar c= 2.99792458 E+8 m/seg.

Sin embargo, la velocidad de la luz se observó a ser diferente si el observador y sus barras y los relojes están en diferentes gravitacional medio ambiente que la de la luz. Una medición experimental de este es el de Shapiro delay (http://en.wikipedia.org/wiki/Shapiro_delay). El tiempo de un pulso de radar para viajar de la tierra a Venus y la espalda es más, cuando el sol está cerca de la ruta, en comparación a cuando el sol no está cerca de la ruta (y por lo tanto el observado velocidad de la luz es más lenta). El aumento del tiempo no es sólo debido a la mayor longitud de la ligeramente dobladas camino. De hecho, la flexión de la luz puede ser calculada a partir de la parte del frente de onda de distancia desde el sol se va un poco más rápido que la parte de la parte delantera, cerca del sol ... como se hace para que la curvatura de la luz en la interfaz entre los materiales con diferentes índices de refracción en la óptica. Si estuviéramos en caída libre cerca de la ruta del radar de fotones (en lugar de en la la posición de la tierra en el sol del potencial gravitatoria), debemos medir la velocidad estándar c= 2.99792458 E+8 m/s utilizando el mismo estándar de la varilla y el reloj nos había llevado desde la tierra después de hacer la medición anterior.

Como consecuencia de la relatividad especial, que estamos acostumbrados a escuchar "la velocidad de la luz es una constante en todos los marcos de referencia". La declaración es en realidad "la velocidad de la luz es constante en todos los marcos relacionados por una transformación de Lorentz". Transformaciones de lorenz espacial rotaciones y potencia que dejan invariante el (-1,1,1,1) diagonal de la métrica. Sin embargo, esta medida no se deja invariante por la transformación que se mueve a diferente potencial gravitatoria. Si la métrica se convierte en la métrica de Schwarzschild, $$ ds^2=-(1-2GM/r)(cdt)^2+(1-2GM/r)^{-1}dr^2+r^2(d\Theta ^2 + sen^2(\Theta) d\Phi^2) $$ el observador en caída libre, infinitamente lejos de la central de masa M, se observa que la velocidad de la luz (definido por el ds=0) en la dirección $dx=rd\Theta$ $$ dx/dt = c * (1-2GM/r)^{1/2} $$

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John Duffield Puntos 4475

Es la velocidad de la luz en el vacío siempre el mismo valor?

No. La velocidad de la luz varía con potencial gravitatoria. Usted puede ver Einstein hablando de esto en el Einstein digital de documentos:

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También véase Shapiro de la 4ª prueba de la Relatividad General, junto con La Desviación y el Retraso de la Luz por Ned Wright y este PhysicsFAQ artículo por Don Koks:

"Einstein habló acerca de la velocidad de la luz cambiante en su nueva teoría. En la traducción al inglés de 1920 su libro "la Relatividad: la especial y la teoría general", escribió: "de acuerdo a la teoría general de la relatividad, la ley de la constancia de la velocidad [Einstein claramente significa que la velocidad aquí, ya que la velocidad (vector) no está en consonancia con el resto de su sentencia] de la luz en el vacío, que constituye uno de los dos supuestos fundamentales de la teoría especial de la relatividad [...] no pueden reclamar ninguna validez ilimitada. La curvatura de los rayos de luz sólo puede tener lugar cuando la velocidad de [velocidad] de propagación de la luz varía con la posición." Esta diferencia de velocidades es precisamente el referido por el techo y el suelo de los observadores."

Sin embargo, hay un problema con la actual de enseñanza en la cual la velocidad de la luz es generalmente significa el local mide la velocidad de la luz. Esa es siempre la misma, porque de una tautología en la cual utilizamos el movimiento local de luz para definir nuestra segunda y nuestra metros, que luego podemos utilizar para medir la velocidad local de la luz. Ver http://arxiv.org/abs/0705.4507. Otro problema es la idea de que Einstein dio en una variación de la velocidad de la luz en 1911, según este artículo de la Wikipedia. Él no lo hizo. Él seguía diciendo la velocidad de la luz varía con la posición en 1920.

Tenga en cuenta que el ascendente de fotones ups de velocidad. Esto es algo contradictorio, pero es totalmente en línea con Einstein y la evidencia, tales como el NIST óptica relojes que vaya más lento cuando están más bajos. De correo electrónico No Koks para la confirmación. También tenga en cuenta que el ascendente de fotones no perder ningún tipo de energía. Usted puede trabajar en esto, porque usted sabe que si usted envía un 511keV de fotones en un agujero negro, el agujero negro que aumenta la masa por 511keV/c2, no por más. Conservación de la energía se aplica.

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