Переменная скорость света и гравитационное красное смещение: новый взгляд на природу пространства

Оригинал на https://dzen.ru/a/Z7_Vv1xDUFapmR4H

Введение

Скорость света традиционно считается фундаментальной константой. В основе современной физики лежит постулат, согласно которому скорость света в вакууме одинакова для всех наблюдателей, независимо от их движения и движения источника света. Этот принцип заложен в основу Специальной теории относительности (СТО) и Общей теории относительности (ОТО), и его истинность никогда не подвергалась пересмотру. Однако есть несколько ключевых моментов, которые позволяют поставить этот постулат под вопрос.

В данной статье мы рассмотрим, на каких основаниях был введён постулат о постоянстве скорости света, какие условия должны выполняться, чтобы он оставался неизменным, и какие наблюдаемые явления могут указывать на его ограниченность. В частности, мы покажем, что гравитационное красное смещение можно рассматривать как подтверждение того, что скорость света не абсолютна, а зависит от плотности энергии в пространстве.

1. Постулат о постоянстве скорости света

В Специальной теории относительности скорость света вводится как аксиома, без необходимости её доказательства. Она формулируется следующим образом:

Скорость света в вакууме одинакова для всех наблюдателей, независимо от их движения и движения источника света.

Этот постулат был принят после эксперимента Майкельсона-Морли (1887), который не выявил изменений скорости света при движении Земли. Это позволило Эйнштейну отказаться от концепции эфира и принять скорость света как абсолютную константу.

Однако важно понимать, что СТО и ОТО работают в предположении идеального вакуума, где отсутствуют любые материальные или энергетические влияния на свет.

В эксперименте Майкельсона-Морли 1887 года измеряли скорость света в разных горизонтальных направлениях, но не учитывали возможное изменение скорости света при изменении силы гравитации. Их установка находилась на поверхности Земли, и сравнение происходило только в одной плоскости.

Если бы эфир существовал, его эффект ожидался именно в горизонтальном направлении из-за движения Земли через него. Однако этот эксперимент не мог проверить возможное влияние гравитации на скорость света, поскольку он не предусматривал таких измерений. Важно отметить, что даже в современных исследованиях этот аспект остается малоизученным, хотя влияние гравитации на частоту фотонов хорошо задокументировано.

Этот момент открывает важный вопрос: может ли скорость света изменяться в зависимости от изменения силы гравитации? Здесь речь не идёт о возврате к концепции эфира, а о рассмотрении влияния изменений энергии пространства на распространение электромагнитных волн. Современные гипотезы о квантовой структуре вакуума, гравитационном потенциале и дополнительных измерениях могут привести к новым экспериментам в этом направлении. Если скорость света действительно зависит от силы гравитации, это могло бы указывать на существование новых фундаментальных закономерностей в устройстве пространства-времени.