e-ghost-experiment: is lichtsnelheid constant of variabel?

[Marko]

Uiteraard kun je controleren of een GPS gedurende de dag in een cyclisch patroon noemenswaardige afwijkingen vertoont. En het antwoord daarop staat eigenlijk al vast: neen, want anders was dat allang ontdekt. Maar wat dit bewijst is de vraag.

 
Dat bewijst dat de lichtsnelheid niet zo varieert zoals tuander zich dat voorstelt.

 

Het meten van (variaties in) de eenrichtingssnelheid van het licht is uiterst problematisch. Dat heeft te maken met het conventionele karakter van de Einsteinsynchronisatie.

 
Voor het meten van de daadwerkelijke snelheid wel, immers zullen klokken op verschillende plaatsen moeten staan maar wel gesynchroniseerd moeten zijn, anders weet je niet welke tijd je nu eigenlijk aan het meten bent. Voor veranderingen in die snelheid maakt het niets uit.
 

Omdat deze kwestie weinig bekend is heb ik in berichtje #40 een toepasselijke link geplaatst. Deze input wordt hier volkomen genegeerd.

 
Het is niet omdat jij het onlangs op Wikipedia bent tegengekomen dat het bij de rest van de wereld onbekend is. Maar, zie boven: het is niet van belang, voor deze situatie.
 

[Professor Puntje]

De bedoeling is dat Tuander gewoon met een smartphone kijkt wat zijn lokatie is in een app zoals google maps. Volgens de ethertheorie heerst op aarde rond het middaguur een oostwaartse etherwind van 30 km/s, en rond middernacht een westwaartse etherwind van 30 km/s. Daardoor moet zijn lokatie op de kaart rond het middaguur 2 km verplaatst zijn naar het westen, en 's nachts naar het oosten. Dat experiment kan Tuander vandaag meteen uitproberen, zonder knutselen of dingen kopen.

 
 

Uiteraard kun je controleren of een GPS gedurende de dag in een cyclisch patroon noemenswaardige afwijkingen vertoont. En het antwoord daarop staat eigenlijk al vast: neen, want anders was dat allang ontdekt. Maar wat dit bewijst is de vraag.

 

Heb jij het experiment uitgevoerd, of ben je iemand bij wie de uitslag van een experiment bepaald wordt door je fantasie?

 
Hoeveel fantasie heb je nodig om te veronderstellen dat een dagelijkse afwijking in GPS van (volgens jou) 2 km wereldwijd al lang zou zijn opgevallen?

[jkien]

Hoeveel fantasie heb je nodig om te veronderstellen ..

Dat is een duidelijk antwoord, je hebt het experiment niet gedaan maar je veronderstelt iets. Geen probleem, je bent niet de topicstarter. Vermoedelijk is Tuander bereidwilliger om het experiment te doen als test van zijn theorie.

[Marko]

Ik moest weer eens denken aan onderstaand:


 
https://xkcd.com/397/

Zoals jkien aangeeft: doe het experiment, en trek daaruit een conclusie. Dát is in het kader van wetenschappelijkheid en theorieontwikkeling van belang.
The rest is bookkeeping.

[Professor Puntje]

Een interessant en helder gesteld filmpje over de eenrichtingssnelheid van het licht staat hieronder:
 

[Marko]

Interessant. Heeft alleen geen hout te maken met de vraag in kwestie, die over veranderingen in de lichtsnelheid gaat.
Ook als je de precieze waarde niet kent kun je meten of er veranderingen zijn.
 
Natuurlijk kun je altijd verzinnen dat die veranderingen (of het uitblijven ervan) eigenlijk ergens anders door komen, en dat een tijdsverschil (of het niet bestaan ervan) veroorzaakt wordt door iets wat je niet hebt kunnen meten. Maar dan ben je een oplossing aan het verzinnen voor een niet bestaand probleem.

[Michel Uphoff]

De conclusie van de beste man (Dr. Jason Lisle, een overtuigd creationist, klik) is, dat het niet mogelijk is de eenrichtingsnelheid van licht te meten, en dat er dus een mogelijkheid is voor anisotropie. Hij besluit met "Can't be done!".
 
Allereerst kan je met een Michelson interferometer eenvoudig aantonen dat de heen- en terug snelheden volkomen richtingonafhankelijk zijn, en dat toont isotropie aan. Als er al een richting is waarin de reisduur heen verschilt van de reisduur terug, dan zou zo'n apparaat met zijn haaks op elkaar staande armen die veronderstelde richting eenvoudig moeten kunnen aantonen, en dat is niet het geval. Dat kan je op zijn slechtst zien als een indirect bewijs.
 
Maar er zijn wel degelijk eenrichting experimenten gedaan, die (niet verrassend) de isotropie van de lichtsnelheid (binnen de foutmarges van de gebruikte opstelling) aantonen. Zie deze papers:
 

Results of a One-Way Experiment to Test the Isotropy of the Speed of Light.pdf

(986.37 KiB) 56 keer gedownload

A REVIEW OF ONE-WAY AND TWO-WAY EXPERIMENTS TO TEST THE ISOTROPY OF THE SPEED OF LIGHT.pdf

(1.4 MiB) 57 keer gedownload

 
Het kan dus wel degelijk. Misschien dat daarom de site waarnaar verwezen wordt inmiddels niet meer bestaat?
 

[Professor Puntje]

De conclusie van de beste man (Dr. Jason Lisle, een overtuigd creationist, klik) is, dat het niet mogelijk is de eenrichtingsnelheid van licht te meten, en dat er dus een mogelijkheid is voor anisotropie. Hij besluit met "Can't be done!".

Dat doet niets af aan het gegeven dat hij de zaak helder uitlegt.

 

Allereerst kan je met een Michelson interferometer eenvoudig aantonen dat de heen- en terug snelheden volkomen richtingonafhankelijk zijn, en dat toont isotropie aan. Als er al een richting is waarin de reisduur heen verschilt van de reisduur terug, dan zou zo'n apparaat met zijn haaks op elkaar staande armen die veronderstelde richting eenvoudig moeten kunnen aantonen, en dat is niet het geval. Dat kan je op zijn slechtst zien als een indirect bewijs.

De eventuele verschillen in de heen- en terugsnelheden tezamen met de eventuele mate van contractie van de armen compenseren elkaar. Meer volgt er niet uit.

 

Maar er zijn wel degelijk eenrichting experimenten gedaan, die (niet verrassend) de isotropie van de lichtsnelheid (binnen de foutmarges van de gebruikte opstelling) aantonen. Zie deze papers:

 
Results of a One-Way Experiment to Test the Isotropy of the Speed of Light.pdf
A REVIEW OF ONE-WAY AND TWO-WAY EXPERIMENTS TO TEST THE ISOTROPY OF THE SPEED OF LIGHT.pdf

 

Het kan dus wel degelijk. Misschien dat daarom de site waarnaar verwezen wordt inmiddels niet meer bestaat?

 
Dank. Zijn die papers al onafhankelijk door anderen nagepluisd? Dat lijkt mij bij een dergelijke netelige kwestie wel van belang. Hoe dan ook zal ik de betreffende bestandjes bestuderen, wie weet kan het toch wel?

[Benm]

Maar dan ben je een oplossing aan het verzinnen voor een niet bestaand probleem.

 
Tja, maar zijn we daar dit hele topic al niet mee bezig?
 
Dat de lichtsnelheid constant is en richtingsonafhankelijk is aangetoond tot behoorlijke nauwkeurigheid. 
 
We weten dus de bovengrens van de afwijking en die is al zeer laag. Vervolgens is er weinig logische reden om aan te nemen dat lichtsnelheid richtingsafhankelijk is maar slechts een heel klein beetje. 

[Professor Puntje]

We weten dus de bovengrens van de afwijking en die is al zeer laag. Vervolgens is er weinig logische reden om aan te nemen dat lichtsnelheid richtingsafhankelijk is maar slechts een heel klein beetje. 

 
Dat ligt er maar net aan vanuit welk perspectief je de zaak bekijkt. Hoe dan ook is het interessant om die mogelijkheid van een richtingsafhankelijke eenrichtingssnelheid empirisch uit te sluiten dan wel te bevestigen. Maar wie weet brengen die bestandjes van Michel uitkomst. We gaan het zien...

[jkien]

@Tuander: in dit topic heb je jouw experiment "e-ghost experiment" genoemd. Kun je die naam verklaren, waarvan is het een afkorting?

[Professor Puntje]

Helaas! De bestandjes van Michel beroepen zich voor de veronderstelde experimentele irrelevantie van de gekozen synchronisatieprocedure op:
Clock synchronization and isotropy of the one-way speed of light van Clifford M. Will.

 
Echter lezen we op de Wikipedia dat Wills argumenten zijn weerlegd:
https://en.wikipedia.org/wiki/One-way_speed_of_light#The_one-way_speed
 
En zo zijn we weer terug bij af. De geleerden zijn het kennelijk met elkaar oneens, en een ieder kan van het internet die papers plukken die zijn eigen vermoedens onderschrijven. De veiligste conclusie lijkt mij dan ook dat dit een van die zaken is waar de wetenschap (wat iets anders in dan de meerderheid!) nog niet uit is.

[Marko]

 
Tja, maar zijn we daar dit hele topic al niet mee bezig?
 
Dat de lichtsnelheid constant is en richtingsonafhankelijk is aangetoond tot behoorlijke nauwkeurigheid. 
 
We weten dus de bovengrens van de afwijking en die is al zeer laag. Vervolgens is er weinig logische reden om aan te nemen dat lichtsnelheid richtingsafhankelijk is maar slechts een heel klein beetje. 

 
Dat is natuurlijk zo. Maar als tuander het idee heeft dat dat niet zo is en op zoek is naar een manier om dat idee experimenteel te verifiëren, dan kan dit forum daar best even in meegaan. Dat is wat jkien deed: een eenvoudige methode aan de hand doen waarmee tuander zelf kan verifiëren dat de lichtsnelheid niet beïnvloedt wordt door een etherwind op de manier die hij voor ogen heeft.
 

De veiligste conclusie lijkt mij dan ook dat dit een van die zaken is waar de wetenschap (wat iets anders in dan de meerderheid!) nog niet uit is.

 
Even verderop, op dezelfde Wikipediapagina:
 
Although experiments cannot be done in which the one-way speed of light is measured independently of any clock synchronization scheme, it is possible to carry out experiments that measure a change in the one-way speed of light due, for example, to the motion of the source.
 
De allerveiligste conclusie is dat een discussie over de one-way speed of light in dezen niet relevant is.

[Benm]

Ik heb niets tegen een mooi experiment, begrijp me goed
 
Maar die 'etherwind' theorie is prima te falsificeren met MM achtige experimenten. Door het apparaat te draaien kun je verifieren dat het resultaat niet afhankelijk is van de orientatie ongeacht moment van de dag of het jaar. 
 
Een tegenwerking in de ene, en mee-werking in de andere richting hebben namelijk wel degelijk effect op de tijd die het kost om een retourtje te maken. Stel je het volgende voor: Je gaat rijden met de auto en hebt daarbij invloed van de wind. Normaliter haalt je auto 100 km/h en rijd je een stuk van 100 km heen en terug, wat dus 2 uur kost. 
 
Nu staat er een wind 'mee' van 50 km/h. Daardoor haal je de ene kant 150 km/h, maar de andere 50 km/h. De totale reisduur loopt nu op naar 2 uur en 40 minuten (40 minuten heen en 2 uur terug). 
 
Met licht is dat niet fundamenteel anders. Alleen de situatie waarbij de 'wind' van de zijkant komt is lastiger uit te leggen. Bij dergelijk grote afwijkingen zou je lichtbundel domweg het apparaat uit 'waaien', iets dat op zich prima te detecteren is.

[Michel Uphoff]

Dat klopt allemaal wel, maar dan heb je het over totale duur van de heen- en terugweg.
 
Impliciet ga je er (net als ik overigens, laat dat duidelijk zijn) van uit, dat de reisduur van het licht heen naar een spiegel van de interferometer even lang is als de terugreis, dus van isotropie van de ruimte. En dan levert het MM experiment en de genoemde veel nauwkeuriger opvolgers duidelijk bewijs dat een etherwind niet bestaan kan, en ook het door JKien geopperde gps experiment zou er weinig moeite mee moeten hebben. Maar juist het bewijs van die isotropie, dus dat de heenweg exact even lang duurt als de terugweg is lastig met klokken te leveren, omdat daar synchronisatieproblemen bij optreden.
 
Marko verwees naar andere mogelijkheden om de one way verlocity, en daarmee de (an)isotropie vast te stellen. Zelf denk ik dat het wellicht mogelijk kan zijn door ipv de spiegels gevoelige detectoren te plaatsen. Als de one way trip snelheid van het licht afhankelijk zou kunnen zijn van de richting van beide armen, dan zouden de detectoren een frequentie/energieverschil moeten kunnen aantonen bij de twee detectoren. De door de laser uitgezonden frequentie/golflengte is initieel immers gelijk, en een ideale beamsplitter stuurt even veel energie naar iedere detector.
 

@Marko: de lichtsnelheid niet beïnvloedt wordt door een etherwind op de manier die hij voor ogen heeft

 
Dat is m.i. een belangrijke opmerking. We kunnen hier wel allerhande bespiegelingen geven, maar TS komt zelf met nauwkeurige klokken om dit vast te stellen. Gezien voorgaande berichten kunnen we dan m.i. bij voorbaat concluderen dat hij met klokken geen verschil zal kunnen aantonen, ook niet in het hypothetische geval dat die anisotropie werkelijkheid zou zijn.