Ljusets hastighet – igen!

Som bekant är ljusets hastighet en konstant. Men om vi leker med tanken på att alla blev överens om att tiden i stället skulle vara en konstant, skulle då inte ljuset variera mellan olika iakttagare?
Hoppas ni förstår vad jag menar.

Nu kanske det är lote tidigt men om jag gör en liknelse med att säga att vi kommer överens om att bilen är konstant så snurrar jorden i olika hastighet beroende på hur mycket man trycker på gaspedalen?

Kanske man kan säga i någon mening.

MEN tiden ÄR ju relativ. Det finns det MASSOR med experiment och andra observationer som bekräftar. Själva din förutsättning är alltså fel.

Tror faktiskt att man t o m skulle kunna vända på det: utgå från noggranna (!) mätningar av tid mellan olika händelser, och HÄRLEDA t ex att ljushastigheten måste vara densamma i alla koordinatsystem.

Fast ingen vet om ljusets hastighet är konstant eftersom den är hyffsat svår att mäta. Allt som har med tid och rum är antaganden eftersom vår hjärna har begränsningar som inte kan tänka mer än inuti ett mjölkpaket.

Tiden är också påhittad av oss människor, för att kunna mäta något som vi inte kan mäta. I kvantfysikens värld existerar ingen tid.

Man började med precisionsmätningar 1887 (Michelson - Morley). 1983 hade man mätt ljusets hastighet med sådan noggrannhet att osäkerheten i meterdefinitionen satte stopp. Därför definierade man då om metern. Redan 1975 var felmarginalen så låg som 4 miljarddelar. Ingen har någonsin detekterat att källans eller mottagarens rörelse skulle inverka. Så vad menar du egentligen?

Precis som du själv sa, meterdefenitionen satte stopp eftersom den är gammal och förlegad. Vi har redan nu data på partiklar ( neutriner) som färdas snabbare än ljusets hastighet.

Se den här videon om du är intresserad av kvantfysikens värld.

https://youtu.be/R3tbVHlsKhs

Nu blev det lite svamligt, tycker jag. Neutrinoanomalin stod sig inte: den noggrannare analysen visar att de rörde sig långsammare än ljuset. Dessutom var frågan huruvida ljushastigheten är konstant, och våra bästa mätningar visar att så är fallet — alltså att avvikelser måste vara mindre än mätfelet, som är mycket litet.

Tack för länken, jag är tillräckligt intresserad av kvantfysikens värld för att ha läst doktorandkurser i ämnet. Det är missvisande att påstå att tiden inte existerar i kvantmekanik.

För att besvara TS fråga: jag vet inte vilka justeringar man måste göra i teorin för att få en absolut tid. I någon mening var väl Newtons mekanik en sådan teori, som tyvärr hade nackdelen att vara falsk.

Men! Du har helt rätt i att teorier består av både konventioner och experimentella fakta, och att man kan ändra konventionerna utan att göra våld på mätresultaten. Poincaré skrev om sådant, främst i samband med icke-euklidisk geometri men även fysik. Han var ju också en av relativitetsteorins pionjärer. Denna filosofi kallas konventionalism, vilket man alltså kan läsa om.

https://plato.stanford.edu/entries/p.../#GeoConIntAes
https://www.iep.utm.edu/poincare/#H4

Det där om neutrinerna visade sig vara mätfel.

https://en.wikipedia.org/wiki/Faster...utrino_anomaly

Och du snackar bara strunt. T ex vad då ingen tid i kvant??? Schrödingerekvationen har med en tidsderivata. Go figure.

------
Edit: Filmen är iofs rätt bra. Och kort. Men notera att de säger att det är Wheeler-deWitt ekvationen som inte har med tid. Dvs en rätt så spekulativ ekvation för hela universums vågfunktion. Och att de säger att även OM inte tiden är fundamental, så är den iaf ett emergent fenomen. Ungefär som att inte heller vatten finns på fundamental nivå, för där finns det ju bara molekyler och ännu mindre partiklar. EN vattenmomekyl är inte vatten. Den är t ex inte flytande. Ändå är det nog lite dumt att säga att vatten inte finns, eller hur? Tid FINNS, men ev har det, precis som vatten, en helt annan natur än den vi är vana vid på de allra minsta skalorna.

Jo det verkar mycket rimligt men valde Einstein ljuset som bas i hans koordinatsystem rumtid. Det är just med det som postulat som gör att vissa saker i allmänna relativitetsteorin kan verka vara paradoxer. Vissa fysiker tvivlar på hans teorier och del saker är direkt felaktiga. Han ville fram tills hans död aldrig appceptera kvantmekaniken.

Med risk att ge mig ut på hal is här men kan vara så att tiden bara existerar att mäta den? Att observera något fenomen? Hur lång till tar det för oss att gå till Punkt a till till bunkt b? Nu pratar jag inte i kvantmekaniken utan vardagligt, tex hur lång tid det det för Lasse att springa 100 meter jämfört med feta Lasse? Skulle den tiden existera utan att vi mätte tiden genom att använda exempelvis en pendel som mätinstrument där varje svängning bestämde vi ta en sekund, om vi skulle att välja att definiera en svängning som en sekund. Om pendeln gick sönder skulle de flesta nog ändå säga att tiden fortsatte att gå även om vi just definierat tiden som en svängning? Finns det någon mening om att tala om hur lång tid det skulle ta för ett rymdskepp ta sig ifrån Galax C till galax D även om dessa galaxer skulle vara för långt ifrån oss för att kunna observera rymdskeppet? Existerar längder om inte någon fått för sig att mäta dessa?

Vill bara be om ursäkt för att jag sa att du bara snackar strunt. Ska nog inte heller skylla på Flashback. Det var JAG som var grinig helt i onödan.

Vad som finns egentligen är snarare en fråga för filosofi och inte för fysik. Våra sinnen kanske lurar oss, etc. Det där är BRA grejer att iaf ha i bakhuvudet, och EN anledning till att t o m de allra säkraste vetenskapliga kunskaperna bara kallas för teorier.

Men i Fysik definierar vi begrepp JUST utifrån hur de MÄTS. Så t ex:

Tid är det som mäts med klocka

Något som faktiskt Einstein var väldigt noga med i sin relativitetsteori. När han talade om olika referenssystem så menade han, bokstavligt talat, ett gäng klockor och linjaler. När han utredde samtidighetens relativitet, utgick han från en procedur för att synkronisera klockor via ljusimpulser. Etc. Allt ytterst konkret.

Man kan absolut tänka sig ett universum där tiden inte är relativ. Detta skulle innebära att det inte finns någon hastighet som är den samma i alla inertialsystem - som ljusets hastighet är i vårt universum.

Fysiken handlar om att studera saker som är invarianta.
Detta innebär att vi är intresserade av storheter som är oberoende av vilket koordinatsystem man använder.

Om vi struntar i tiden ett tag och betraktar det spatiala rummet R^3 så är längden hos föremål invariant under rotationer. Detta innebär att oavsett hur du riktar dina x-,y- och z-axlar så kommer alltid föremålen som befinner sig i koordinatsystemet att ha samma längd.
En stav som befinner sig i ett koordinatsystem har en viss längd i x-led, y-led och z-led.
Längden för staven är därför:
l = (Δx^2 + Δy^2 + Δz^2)^0.5

Denna längden är invariant under rotationer vilket innebär att:
(Δx^2 + Δy^2 + Δz^2)^0.5 = (Δx'^2 + Δy'^2 + Δz'^2)^0.5
där ' indikerar ett annat koordinatsystem.

När man introducerar tiden som en dimension och talar om en rumtid så får man återigen fråga sig vad som är invariant, dvs vad är värt att studera?
En första gissning kanske skulle vara att alla observatörer är överens om:
(Δx^2 + Δy^2 + Δz^2 + (cΔt)^2)^0.5.
Men så är inte fallet! (Detta hade gett ett väldigt märkligt universum som snarare består av 4 rumsdimensioner och inget som vi uppfattar som tid.)

Istället insåg man att ljusets hastighet är invariant. Alla observatörer som befinner sig i likformig rörelse är överens om hur fort en ljusstråle färdas.

En ljusstråle som lämnar punkt A uppfyller ekvationen:
(Δx^2 + Δy^2 + Δz^2)^0.5= cΔt
Där V.L. beräknar hur långt strålen har färdats genom dess koordinater från punkten A, mendan H.L. beräknar sträckan den färdats genom att multiplicera hastigheten med tiden som den färdats.

Alla observatörer är överrens som denna ekvation. Dvs för en observatör med ett annat koordinatsystem så gäller följande för ljusstrålen:
(Δx'^2 + Δy'^2 + Δz'^2)^0.5= cΔt'

Genom att kvadrera och sedan subtrahera med H.L. på båda sidor så får vi följande två formler:
Δx^2 + Δy^2 + Δz^2 - (cΔt)^2 = 0, samt
Δx'^2 + Δy'^2 + Δz'^2 - (cΔt')^2 = 0.

Detta innebär att:
Δx^2 + Δy^2 + Δz^2 - (cΔt)^2 = Δx'^2 + Δy'^2 + Δz'^2 - (cΔt')^2.

Vi har ni hittat en invariant i rumtiden!
I rumtiden så är inte den euklidiska längden intressant, den som man beräknar genom att summera kvadraterna hos koordinatdifferenserna och sedan ta roten ur.
Istället är det intressanta att summera kvadraterna för rumskoordinaterna och sedan SUBTRAHERA med (cΔt')^2.
Detta är den s.k. metriken i speciell relativitetsteori. Från den så kan vi härleda all geometri och fenomen som tidsförskjutning, längdkontraktion etc etc.

Så, för att summera, så räcker det med att en hastighet ska vara invariant för att tiden ska vara relativ på det sättet som vi upplever den.
Är tiden inte relativ så kommer inte ljusets hastighet att vara invariant.