La medición de la velocidad de la luz y de la definición del metro - absoluta o relativa?

Question

Si el metro es que ahora se define como la distancia que viaja la luz en el vacío en 1⁄299,792,458th de un segundo y la velocidad de la luz es aceptado ser 299,792,458 m/s, no se parecen a la del huevo y la gallina problema?

Recuerdo haber leído en alguna parte (en el contexto de uncertainity principios)..

..el más precisamente una propiedad que se mide, al menos, precisamente, el otro puede ser medido

Así, entonces, ¿cómo los físicos afirman haber medir con precisión la velocidad de la luz? ¿Significa esto que la definición de la métrica depende de nuestra capacidad para medir con precisión la velocidad de la luz?

Después de todo, para determinar la velocidad (distancia recorrida/tiempo), primero tiene que elegir algunas normas de la distancia y el tiempo, y tan diferentes opciones que pueden dar respuestas diferentes?

¿Qué acerca de lo que muchos otros factores que afectan a estas mediciones. No pretendo entender las teorías de la relatividad por completo, pero ¿qué acerca de los elegidos marco de referencia? El espacio-tiempo de la curvatura?

Esto significa que nuestras mediciones son sólo relativa y no absoluta?

Answer 1

Hay tres cantidades relevantes involucrados aquí: la longitud de un metro, la duración de un segundo, y la velocidad de la luz. Sólo se necesita absolutamente la medida de uno de ellos, después de que los otros dos pueden ser definidos en términos de la que se mide.

Por razones tecnológicas, hemos elegido para hacer la medición de la cantidad de referencia de la longitud de un segundo, que se define en términos del número de oscilaciones de la radiación asociada con la transición entre la hiperfina de tierra de los estados en el cesio (específicamente, es 9,192,631,770 oscilaciones de la luz). Esto es básicamente debido a que existen técnicas experimentales que permiten increíblemente preciso de medición de la frecuencia de la radiación, a un nivel que realmente no puede ser igualada por la longitud o mediciones de la velocidad. (Las mejores medidas de frecuencia en el mundo el uso de atrapamiento de iones de aluminio como el "reloj", y son buenos para algo como una parte en $10^{18}$.)

Después de haber definido el segundo en términos de algunos físicamente cantidad mensurable, entonces somos libres para definir la velocidad de la luz que tiene algún valor en particular en metros/segundo, y, a continuación, definir el medidor en términos de la distancia recorrida por la luz en un segundo. El tamaño de un metro es simplemente un asunto de convención, no es nada fijo en el mundo físico, así como el tiempo que hemos anclado el segundo a algo fundamental, podemos hacer que el medidor de ser lo que queremos.

Los valores particulares del medidor y la velocidad de la luz que elegimos están basadas en antiguas mediciones utilizando un metro se define en términos de la circunferencia de la Tierra. Hemos optado por mantener ese valor, porque sería una molestia para hacer un cambio masivo.

Answer 2

Básicamente, lo que sucedió es que nos las arreglamos para medir el tiempo de forma muy precisa con la llegada de los relojes atómicos. La teoría de Einstein de la relatividad predice, o más bien postula, que la velocidad de la luz es un invariante. Por lo que medir el tiempo con precisión implica que podemos medir distancias con precisión. Sólo tenemos que comprobar que la luz es de hecho un invariante y hay también fácilmente reproducible y precisa de técnicas de laboratorio para comprobar que, por ejemplo, mediante la interferometría. Esto permite entonces definir el medidor. El número de 299,792,458 es entonces elegido para hacer el medidor de acuerdo con la antigua definición que se utilizó un estándar de la varilla.

Parece que, en la práctica, el medidor es a menudo determinado por la medición de longitudes de onda de ciertas transiciones atómicas, leer más sobre:

http://en.wikipedia.org/wiki/Metre

Answer 3

La velocidad de la luz es no una constante fundamental y no representan una cantidad medida. Es un factor de conversión que se arrastra por el uso de un torpe sistema de unidades que utiliza diferentes unidades de distancia que depende de la dirección espacial (vs temporal) en el espacio-tiempo.

En una manera,'la velocidad de la luz" es semejante a "ángulo recto": el concepto de sí mismo es importante, pero el valor asociado es el vacío de significado real, ya que se basa en una convención arbitraria. Un ángulo recto es acordado (no se mide!) equiparar a 90 grados, y de manera similar a la velocidad de la luz es acordado (no se mide!) equiparar a 299792458 metros por segundo.

El valor acordado de la velocidad de la luz, combinada con la definición de la segunda, se traduce en una clara unidad de longitud. En otras palabras, por la definición de la unidad de velocidad, unidades de longitud y tiempo son definidos en base a una frecuencia estándar. No hay ningún razonamiento circular involucrados en esto.

Answer 4

Acabo de completar @Chad Orzel respuesta por punto : usted parece estar preocupado sobre el efecto de los elegidos marco de referencia y el espacio-tiempo de la curvatura. Una de las razones para redefinir el medidor en el plazo de la velocidad de la luz es porque la velocidad de la luz es independiente del marco de referencia y la curvatura del espacio-tiempo, mientras que la distancia y el tiempo no lo son. Que el punto de Einstein de la relatividad de las teorías.