Astronomía

¿Existe la velocidad absoluta?

¿Existe la velocidad absoluta?

Parece que todo el mundo está en la misma página acerca de que no hay "velocidad absoluta" debido al hecho de que todo es relativista. Sin embargo, esto me deja confundido. Esto parece estar desconectado del concepto de que la velocidad de la luz es de hecho una constante invariable. Pero afirmar que toda la velocidad es relativa a un objeto es esencialmente decir, "la velocidad no existe, sino que sólo es relativa a un observador". Sin embargo, la velocidad de la luz es una constante calculable que nunca cambia. Entonces, ¿cómo podemos decir que no existe la velocidad absoluta?

Si lanzo una linterna al espacio que está encendida a 50 mph, ¿aumenta la velocidad de la luz emitida por la linterna en 50 millas por hora en la dirección en la que la arrojé? Por supuesto que no. Sabemos esto. Pero si este es realmente el caso, ¿cómo no puede haber una velocidad absoluta que pueda calcularse determinando la velocidad de la luz en relación con el objeto que estamos midiendo (ya que la velocidad de la luz es constante)?

Por favor ayuda porque esto me molesta.


Chris, estás a punto de comprender cómo funciona la relatividad especial. Estás muy cerca. Solo necesita dar un paso más.

afirmar que toda la velocidad es relativa a un objeto es esencialmente decir, "la velocidad no existe, pero es sólo relativa a un observador"

Esto es correcto. El espacio absoluto, como en la física newtoniana, no existe. Lo mismo ocurre con el tiempo absoluto. Ambos son simplemente relaciones entre objetos y entre eventos.

Mientras se aferre a las nociones de espacio absoluto y tiempo absoluto, la relatividad no se puede entender. Si los dejas ir, la relatividad en realidad parece natural.


Einstein simplemente notó esto:

A) Todos los experimentos anteriores (como Michelson-Morley) han demostrado que siempre que se mide la velocidad de la luz, siempre se obtiene el mismo resultado, pase lo que pase.

B) Las ecuaciones de Maxwell para campos electromagnéticos (como la luz) incluyen la velocidad de la luz, y el valor de esa velocidad es independiente del marco. Lo que significa que siempre muestran que la velocidad de la luz es la misma, sin importar cómo se mueva el observador.

Tanto A como B dicen lo mismo: la velocidad de la luz es siempre la misma. Pero, ¿cómo puede ser eso, cuando diferentes observadores se mueven a través del espacio absoluto a diferentes velocidades?

La respuesta es: el espacio absoluto no es una cosa. El espacio es solo un fondo para un tipo especial de relación entre objetos, llamado "distancia". El tiempo es solo un trasfondo para un tipo especial de relación entre eventos, llamado "duración". Pero ni el espacio ni el tiempo son cosas separadas de los objetos y eventos. Sólo cuando se juntan muchas relaciones de tipo "distancia", el espacio parece aparecer.

Lo realmente importante es la velocidad de la luz. Es una constante fundamental de la naturaleza, como la energía de Planck, etc. Este universo está construido de tal manera que la velocidad de la luz y otras constantes similares permanecen iguales pase lo que pase.

Pero el espacio y el tiempo son nociones derivadas. No son realidades primordiales como la velocidad de la luz. Entonces dependen del observador. Para mí, el conjunto de relaciones de distancia que llamamos "espacio" se ve de cierta manera. Para ti, el mismo paquete se ve un poco diferente. Esto está bien, porque el espacio no es absoluto; se deriva de muchas otras cosas.

Cuando arrojas la linterna, la velocidad de la luz es la misma para todos. Pero, ¿cómo puede ser eso, dado que diferentes observadores se mueven de diferentes maneras? Simple: todos ven los conjuntos de relaciones de distancia de manera diferente; esas diferencias son tales que la velocidad de la luz siempre permanece igual.


Y eso es la relatividad especial en pocas palabras.


¿Existe la velocidad absoluta?

Si lo hace.

Parece que todo el mundo está en la misma página acerca de que no hay "velocidad absoluta" debido al hecho de que todo es relativista.

Soy un "relativista", pero no estoy en esa página. Por el CMBR. Busque en Google el marco de referencia CMBR y compruebe la anisotropía del dipolo CMBR. No es un marco absoluto en el sentido estricto de la palabra. Pero puedes usarlo para medir tu velocidad a través del universo. Y el universo es lo más absoluto posible.

Sin embargo, esto me deja confundido. Esto parece estar desconectado del concepto de que la velocidad de la luz es de hecho una constante invariable.

Me temo que no lo es. Echa un vistazo a ¿Es la velocidad de la luz en todas partes la misma? en el sitio web PhysicsFAQ:

"¿Cambia la velocidad de la luz en el aire o en el agua? Sí. La luz se ralentiza en medios transparentes como el aire, el agua y el vidrio".

"Estos giroscopios envían luz alrededor de un bucle cerrado, y si el bucle gira, un observador que viaja sobre el bucle medirá la luz para viajar más lentamente cuando atraviesa el bucle en una dirección que cuando atraviesa el bucle en la dirección opuesta".

"En este pasaje, Einstein no está hablando de un marco en caída libre, sino más bien de un marco en reposo relativo a una fuente de gravedad. En tal marco, la" velocidad "de la luz no muy bien definida puede diferir de c, básicamente por el efecto de la gravedad (curvatura del espacio-tiempo) sobre los relojes y las reglas ".

La respuesta es no. La velocidad de la luz no es la misma en todas partes. Pero mides la velocidad local de la luz para que sea la misma porque defines nuestros segundos y tus metros usando la luz. Entonces, cuando los usa para medir la velocidad de esa luz, siempre obtiene la misma respuesta. Ver Comentarios sobre "Nota sobre las teorías de la velocidad variable de la luz" de Joao Magueijo y John Moffat.

Pero afirmar que toda la velocidad es relativa a un objeto es esencialmente decir, "la velocidad no existe, sino que sólo es relativa a un observador".

La velocidad existe. Podría ser relativo a otra cosa, incluso si ese algo es el universo. Pero aunque es solo relativo, no hay razón para decir que no existe. Una bala es solo un trozo de plomo inofensivo que puedes pesar en tu mano. Pero una bala veloz te matará. Piense en lo que le sienta a eso "la velocidad no existe, solo es relativa a un observador".

Sin embargo, la velocidad de la luz es una constante calculable que nunca cambia. Entonces, ¿cómo podemos decir que no existe la velocidad absoluta?

No podemos. Podemos decir que no existe un marco de referencia absoluto, por lo que no encontrará que sus resultados experimentales en su caja sellada se vean afectados por la velocidad de esa caja. Pero como dije, el universo es tan absoluto como es posible, y puedes medir tu velocidad en relación con el universo.

Si lanzo una linterna al espacio que está encendida a 50 mph, ¿aumenta la velocidad de la luz emitida por la linterna en 50 millas por hora en la dirección en la que la arrojé? Por supuesto que no. Sabemos esto.

Correcto. Porque la luz tiene una naturaleza ondulatoria E = hf. La velocidad de una onda depende del medio por el que pasa, no de la velocidad del emisor.

Pero si este es realmente el caso, ¿cómo no puede haber una velocidad absoluta que pueda calcularse determinando la velocidad de la luz en relación con el objeto que estamos midiendo (ya que la velocidad de la luz es constante)? Por favor ayuda porque esto me molesta.

Es más simple de lo que piensas. Mire la definición del segundo y la definición del metro:

La definición SI de segundo es la duración de 9 192 631 770 períodos de radiación ...

El metro es la longitud del camino recorrido por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1/299792458 de segundo.

Mide la velocidad local de la luz para que sea constante debido a la forma en que define sus segundos y sus metros, y debido a la naturaleza ondulatoria de la materia. Vea cosas como la producción de pares y la difracción de electrones. Pregúntese esto: si usted y sus varillas y relojes estuvieran hechos de ondas sonoras, de modo que definieran sus metros y segundos usando el movimiento de las ondas sonoras, ¿cómo medirían la velocidad local del sonido para que sea diferente a 340 m? /¿s?

Edición 14/09/2017:

Para ver lo que dije anteriormente, vea esto en los documentos digitales de Einstein que datan de 1920:

"Como muestra una simple consideración geométrica, la curvatura de los rayos de luz ocurre solo en espacios donde la velocidad de la luz es espacialmente variable. De esto se sigue que todo el sistema conceptual de la teoría de la relatividad especial puede reclamar validez rigurosa sólo para aquellos dominios espacio-temporales donde los campos gravitacionales (bajo sistemas de coordenadas elegidos apropiadamente) están ausentes ".

La velocidad de la luz al vacío varía. Vea también esta respuesta de PSE que cita al profesor Douglas Scott:

"Sin embargo, el supuesto crucial de la teoría de Einstein no es que no haya marcos especiales, sino que no hay marcos especiales donde las leyes de la física sean diferentes. Claramente hay un marco en el que el CMB está en reposo, por lo que este es, en cierto sentido, el marco de reposo del Universo. Pero para hacer cualquier experimento de física, cualquier otro marco es tan bueno como este. Entonces, la única diferencia es que en el marco de reposo del CMB no se mide la velocidad con respecto a los fotones del CMB, pero eso no implica ninguna diferencia fundamental en las leyes de la física ".

La relatividad especial es anterior a la CMBR. Vea también esto en los documentos digitales de Einstein, nuevamente de 1920:

"Recapitulando, podemos decir que según la teoría general de la relatividad el espacio está dotado de cualidades físicas; en este sentido, por tanto, existe un éter".

Consulte Wikipedia y arriba para obtener la definición del segundo y la definición del medidor. Ambos se definen con luz.


Parece que la velocidad de la "luz" (visible) es la misma para cualquier observador en cualquier movimiento relativo dado que para otros observadores porque la definición de luz visible es un estado de energía específico que define su velocidad para cada observador. Si fuera un estado de mayor o menor energía, sería empujado a otra parte del espectro electromagnético y ya no sería luz "visible".

De tal manera que dos observadores, uno moviéndose con un movimiento relativo cero a una fuente de luz y el otro moviéndose hacia la fuente de luz a una velocidad determinada, verían cada uno la luz "visible" que emana de la fuente de manera constante. Esto supone una emisión de amplio espectro. Sin embargo, todo eso cambia si la fuente de luz está solo en una longitud de onda específica. En ese caso, se producirá un cambio de fase y el objeto en movimiento (en relación con la fuente) no "vería" la luz visible en la misma longitud de onda que el observador que tiene un movimiento relativo cero con respecto a la fuente. Y, si el observador que tiene movimiento relativo, se mueve lo suficientemente rápido, la emisión de la fuente puede desplazarse completamente fuera del espectro de luz visible.


Aberración estelar y relatividad de Einstein


Resumen

La aberración estelar se explica por el movimiento relativo entre una estrella y un observador en la Tierra. Basado en el principio de invariancia, la relatividad de Einstein predice que el movimiento absoluto no existe. En consecuencia, no debería haber diferencia entre una estrella que tiene una velocidad con respecto a un observador y un observador que tiene una velocidad con respecto a una estrella. En el caso de la aberración estelar, esta predicción parece contraria a las observaciones. Se muestra que la descripción de la aberración estelar, en términos de velocidad transversal relativa entre la estrella y un observador en la Tierra, debe corregirse, porque es una interpretación errónea de la relatividad de Einstein.

1. Introducción.
La posición exacta donde aparece una estrella en el cielo no solo depende de las coordenadas de la fuente observada, sino también de la velocidad relativa del observador. La velocidad del observador es responsable de un fenómeno llamado "aberración de Bradley" o "aberración estelar". La aberración estelar es un fenómeno bien conocido entre los astrónomos. Fue descubierto por el astrónomo James Bradley [1] en 1727. Se afirma que es causado por el movimiento transversal relativo entre la Tierra y la estrella que emite los fotones.
Algunos autores [2-5] han demostrado que esta predicción no es totalmente compatible con las observaciones. No hay una explicación disponible para el hecho de que, si bien los datos de observación sobre la aberración estelar son compatibles con una Tierra en movimiento, la descripción simétrica, cuando la estrella (y no el observador) posee el movimiento transversal relativo, aparentemente no conduce a observaciones compatibles. con predicciones.

2. Velocidades radiales.
Cada componente del movimiento relativo entre una fuente y un detector se analiza aquí por separado. En el caso del movimiento radial, es bien sabido que el movimiento relativo entre la fuente y el detector produce un cambio en las longitudes de onda, explicado por el "efecto Doppler". Entonces no hay cambio de dirección de los fotones. La velocidad radial es compatible con la diferencia de velocidades radiales entre la estrella y el detector. Según la relatividad de Einstein, la condición de invariancia implica que no existe una velocidad absoluta de la fuente o del detector. Las observaciones han demostrado que en el caso del movimiento radial, los datos están totalmente de acuerdo con las predicciones de Einstein.

3. Velocidades transversales.
En el caso del movimiento transversal entre los dos objetos, se predice y se observa otro efecto llamado "aberración de la luz". Siguiendo la relatividad de Einstein, se espera una situación simétrica si la fuente o el detector poseen la velocidad transversal. Al igual que con el efecto Doppler, el principio de relatividad de Einstein también significa que solo el movimiento relativo es relevante.
Sin embargo, se ha demostrado [2-5] que algunas observaciones no son compatibles con esas predicciones. Incluso se ha pasado por alto la gravedad del problema. Por supuesto, la ausencia de una explicación adecuada deja el fenómeno de la aberración de la luz sin ninguna solución racional. Se ha afirmado que los resultados observados, que dependen de si la Tierra o la estrella se mueven, son pruebas experimentales del fracaso del principio de Einstein. Examinemos ese problema.

4. Descripción del fenómeno.
Se sabe que la Tierra completa una circunferencia completa alrededor del Sol cada año. En consecuencia, dado que el radio Tierra-Sol (Rmi) es bien conocido, es fácil determinar la velocidad tangencial de la tierra (Vt) necesarios para completar la circunferencia en doce meses (T segundos). Tenemos:

1
La ecuación 1 predice que la velocidad de traslación promedio V de la Tierra alrededor del Sol es de 29,79 Km / s. Por supuesto, el vector de velocidad terrestre cambia continuamente de dirección y completa un ciclo completo durante un período de un año mientras la Tierra gira alrededor del Sol.
En la Figura 1, un observador en la Tierra detecta los fotones emitidos por una estrella estacionaria S, ubicada en una dirección perpendicular a la velocidad de la Tierra Vt. La estrella está ubicada a una distancia tan grande de la Tierra que el paralaje causado por el diámetro de la órbita alrededor del Sol es completamente insignificante. Aquí solo importa la velocidad transversal.
Figura 1 La estrella estacionaria S emite fotones en todas direcciones. La Tierra y el telescopio se mueven hacia arriba a una velocidad V. El telescopio debe formar un ángulo q con respecto a la dirección real de los fotones que vienen para recogerlos en su foco.

Leemos en los libros de texto de astronomía que la velocidad relativa entre los fotones (a velocidad c) y la Tierra (Vt), explica por qué un telescopio "T" en la Tierra (ver Fig. 1) debe apuntar en el ángulo q, con respecto a la dirección Tierra-estrella, para poder apuntar a la estrella. La Figura 1 muestra que mientras los fotones se mueven en línea recta hacia la Tierra, siempre permanecerán en el eje de un telescopio inclinado, ya que se mueve lateralmente con la Tierra. El ángulo q es igual a:

2
La ecuación 2 da q es igual a 20,5 arc-s. Esto concuerda perfectamente con el valor de aberración observado tantas veces desde Bradley en 1727. Durante el año, la dirección observada de las estrellas hace una oscilación con una amplitud de 20.5 arcos-s., Como se esperaba del movimiento de la Tierra alrededor de la Sol. El valor de 20,5 arc-s. se llama la constante de aberración estelar.

5. Falta aparente de simetría.
Un problema grave se revela cuando se lee la descripción de ese fenómeno. Los artículos científicos y los libros de texto sobre relatividad [6] afirman o implican que la aberración estelar está determinada por la "velocidad relativa" entre la fuente de luz y el detector. Se ha demostrado claramente de forma experimental que no es así. H. Ives [2], Eisner [3], Phipps [4] y Hayden [5] y varios otros han señalado muchos argumentos convincentes para demostrar que cuando la fuente (en lugar del detector) se mueve, la aberración ya no existe. Las observaciones muestran claramente que, en contradicción con la relatividad especial, la aberración estelar no depende del movimiento relativo entre la fuente y el detector, sino que existe solo cuando el detector se está moviendo. Los libros de texto explican los resultados únicamente cuando el observador se mueve. No se conoce una explicación para el caso cuando la fuente se está moviendo.
Esa falta de simetría, entre los casos, ya sea que la fuente o el detector se estén moviendo, se muestra claramente [5] sobre la base de la separación de estrellas binarias. Se puede determinar de manera confiable el movimiento de estrellas individuales de un sistema binario a partir de su espectro a partir del desplazamiento Doppler periódico de las líneas espectrales de los componentes de la estrella. Por lo tanto, las estrellas de un sistema binario adquieren suficiente velocidad transversal relativa para producir una aberración importante. No se observa tal aberración. Algunos artículos informan sobre hipótesis no realistas para explicar la aberración cuando la estrella se mueve. La explicación parte de la afirmación de que no observamos la realidad o la "analogía del paraguas" mencionada por Eddington y algunos otros.

6. Mecanismo de aberración.
Consideremos en la figura 2, una fuente estelar S y un detector ubicado en la Tierra. La fuente S emite fotones en todas las direcciones a una velocidad c. En física, los fotones se conciben como partículas y se representan como balas expulsadas desde la superficie del emisor S con una velocidad c. Después de un breve intervalo de tiempo después de la emisión, los fotones emitidos en un instante forman una esfera alrededor de la estrella como se muestra (círculo punteado) en la figura 2. Consideremos ahora que la estrella S (en lugar de la Tierra) tiene una velocidad transversal ascendente. como se muestra en la figura 2.


Figura 2 En este caso, la estrella se mueve hacia arriba con respecto a la Tierra. Fotones emitidos desde la nueva dirección B ahora están llegando a la Tierra.

Sabemos que la velocidad resultante U de las balas emitidas (fotones) es la suma relativista de la velocidad de la estrella V y la velocidad de la luz c. En la figura 2, vemos que V es perpendicular a la dirección de la luz que llega a la Tierra. La fórmula general de composición de la velocidad que da la suma de V y c, como la da Müller [6] es:

3
Dado que la dirección de V es perpendicular ac, tenemos (c V) = 0. Esto da como resultado:
4
de donde obtenemos:
5
La ecuación 4 da que la velocidad final de la luz sigue siendo rigurosamente c pero la dirección ha cambiado en el ángulo d, donde:
6
En consecuencia, esos fotones ya no llegarán a la Tierra.
Consideremos ahora (fig. 2) los fotones (o balas) emitidos desde S en la dirección a, cuando la estrella está originalmente en reposo (V = 0). Las balas emitidas en esa dirección están etiquetadas con una, para que se pueda reconocer su dirección. Otras balas, emitidas en otras direcciones, están etiquetadas como b, g, d, e, h, i, kyl con respecto a la estrella S.
Cuando la estrella se mueve hacia arriba a una velocidad V, las partículas etiquetadas a ya no alcanzarán el detector en la Tierra como se calculó anteriormente. Tendrán una nueva dirección en un ángulo d, etiquetado m, y perderán la Tierra. Sin embargo, el otro haz de partículas que originalmente apuntaba en la dirección b ahora se desvía en un ángulo d en la dirección de a, porque la componente hacia abajo de b es igual a la componente hacia arriba de V.Por lo tanto, el ángulo d dado al rayo b, solo compensa para la velocidad ascendente V. Por lo tanto, los fotones toman la dirección de a.
En consecuencia, esos fotones no tienen ningún componente de velocidad transversal ya que la velocidad V de la estrella cancela exactamente el componente de velocidad de la luz emitida en la dirección b en la dirección opuesta. Por tanto, estos fotones llegarán a la Tierra sin producir ninguna aberración estelar. Es bien sabido en matemáticas que un vector, hecho de la suma de dos vectores originales pierde toda la información sobre los componentes individuales que formaron el vector final. No hay absolutamente ninguna posibilidad de que la fuente en esa ubicación, envíe partículas de tal manera que lleguen con una velocidad transversal a la ubicación de la Tierra, ya que es imposible que cualquier partícula (fotón) con una velocidad transversal llegue a la Tierra. . En consecuencia, cualquier velocidad transversal V de la fuente S es completamente indetectable.

7. ¿Compatibilidad con la teoría de Einstein?
Este resultado debe examinarse en términos de movimiento relativo. En relatividad se afirma que no existe una velocidad absoluta. Solo la velocidad relativa entre dos objetos tiene un significado físico. ¿Cómo puede esto ser compatible con la descripción anterior de aberración estelar? Esta aparente paradoja se resuelve cuando se considera más detenidamente cuáles son esos dos objetos. En el caso descrito anteriormente, la aberración de la luz implica claramente el movimiento relativo entre las balas (fotones) y el detector. No implica el movimiento relativo del sistema que ha disparado las balas (llamado fuente). De hecho, la estrella, de la que se emiten las partículas, no es más que el soporte del que se originó la partícula (balas). De manera errónea, se ha considerado la velocidad relativa entre la estrella y la Tierra, mientras que se debe considerar la velocidad relativa entre las partículas entrantes (balas o fotones) y la Tierra. Usando esta última consideración, encontramos por fin que el principio de movimiento relativo descrito por Einstein se puede aplicar en este caso.
El error de interpretación discutido aquí es exactamente similar a la situación que aparece cuando un cazador dispara a su presa. Nadie afirmó nunca poder calcular la velocidad transversal de un cazador que corre a partir del conocimiento de la dirección de la bala que se mueve hacia la presa. El ángulo de penetración de la bala en la presa depende de la velocidad relativa entre la presa y la bala y no de la velocidad relativa al cazador. Si el cazador corre hacia adelante, debe apuntar su arma con un ángulo que tenga un componente hacia atrás para alcanzar su objetivo.
Se debe concluir que fue un error afirmar que la aberración de la luz es causada por la velocidad transversal relativa entre la estrella y la Tierra. Se debería decir que es el resultado de la velocidad transversal relativa entre la Tierra y los fotones que vienen. En consecuencia, en este caso particular, se puede aplicar el principio de relatividad de Einstein.

8. Estuche para otros modelos para luz.
Puede verse con bastante facilidad que la explicación anterior sobre la aberración de la luz se puede aplicar al modelo ondulatorio de la luz tan bien como al modelo de fotones. Las consecuencias son bastante idénticas. No se espera ninguna aberración de la luz cuando el emisor (en lugar de la onda) tiene una velocidad transversal. También se puede hacer la pregunta: "¿Podemos encontrar una interpretación similar para la aberración cuando la luz se describe de acuerdo con la física moderna? Hay que recordar que la física moderna encuentra su interpretación con el uso de la interpretación de Copenhague. La interpretación de Copenhague implica que los fotones no pueden existen independientemente del observador y se crean en el momento de la detección. En consecuencia, las explicaciones que se dan aquí no se pueden aplicar directamente. De hecho, la pregunta no tiene sentido ya que en la física moderna se afirma que las explicaciones no necesariamente tienen que ser compatibles con causalidad. Esto lo afirma claramente el propio Heisenberg cuando escribe: "La ley de causalidad ya no se aplica en la teoría cuántica". Cuando no aceptamos el principio de causalidad, no tiene sentido buscar la causa de la aberración estelar. .
Sin embargo, sin cambiar las matemáticas de la física moderna (pero sin utilizar la Interpretación de Copenhague de la Física Moderna), es posible demostrar que los fenómenos físicos pueden describirse de manera causal. Esto se ha mostrado con más detalles recientemente. Se puede demostrar que, utilizando una descripción causal de la física moderna, el fenómeno de la aberración estelar de la luz "se explica de forma clásica.

Reconocimiento.
El autor desea agradecer la asistencia financiera del Consejo Nacional de Investigación en Ciencias e Ingeniería de Canadá y el intercambio de correspondencia con el Dr. T. E. Phipps.

---------------------------------------------
Nota importante sobre la relatividad La aberración estelar es una corrección, que es absolutamente necesaria, para obtener un sistema lógico de coordenadas de estrellas y galaxias, que sea válido en cualquier momento durante todo el año e incluso en cualquier época. Sin aberración estelar, es imposible establecer un sistema coherente de coordenadas en el universo. La aberración estelar tiene en cuenta la velocidad del observador debido a la rotación de la Tierra y también su traslación alrededor del Sol.
Ahora existen tablas de coordenadas de objetos astronómicos extremadamente precisas, que informan las observaciones precisas de telescopios muy grandes en la Tierra e incluso en el espacio. Incluso se obtiene una mayor precisión utilizando métodos interferométricos. Parece que casi no hay límite en la precisión que se puede lograr.
Sin embargo, todas estas coordenadas `` altamente precisas '' se han calculado sin involucrar ningún factor de corrección debido al movimiento adecuado del objeto observado (estrella o galaxia). Este procedimiento está claramente en desacuerdo con el principio de relatividad de Einstein, quien afirma que se debe solo a la velocidad relativa. Estas tablas se calculan sin tener en cuenta la velocidad relativa entre la Tierra y el objeto galáctico. Solo se tiene en cuenta la velocidad de rotación y traslación de la Tierra alrededor del Sol. En el caso de los telescopios en órbita, también se tiene en cuenta la aberración estelar debida a la velocidad del satélite.
Afortunadamente, es obvio que todos los científicos `` olvidan '' aplicar aquí el principio de relatividad de Einstein. El procedimiento generalmente aceptado no es compatible con el principio de relatividad de Einstein. En consecuencia, nos vemos obligados a concluir que el principio de relatividad de Einstein es erróneo. Ese sistema de coordenadas aceptado (que en realidad es con respecto al Sol) se considera, de hecho, como un sistema de coordenadas ABSOLUTO.
También hay otra cuestión importante que debe plantearse. ¿Este sistema de coordenadas da la posición `` real '' de las estrellas? Teniendo en cuenta que la velocidad relativa real entre el observador y la estrella ya no se tiene en cuenta (contrario al principio de Einstein), ¿es lógico utilizar estas coordenadas solares? Sabemos que el cálculo de la aberración de las estrellas descrito anteriormente corresponde al uso de las coordenadas del Sol. ¿Ese sistema (de coordenadas) conduce a resultados coherentes? La respuesta es NO, no del todo. Déjame dar un ejemplo.
Supongamos que hacemos observaciones astronómicas durante varios milenios. Durante estos milenios, el sistema solar se mueve a una velocidad V alrededor del centro de nuestra galaxia. Después de muchos milenios, encontraremos que galaxias muy remotas en el universo `` aparecerán '' para hacer oscilaciones, por cada rotación de nuestro sol alrededor de nuestra galaxia. Por lo tanto, nuestro sistema de coordenadas, basado en el marco del Sol, debe ser corregido, debido a esta nueva aberración estelar (galáctica), debido a la velocidad del sol alrededor de nuestra galaxia. Tarde o temprano, debido a la extrema precisión en las medidas de coordenadas, tendremos que tener en cuenta esa otra corrección debida a la rotación de nuestra galaxia. No habrá otra opción, si queremos mantener la coherencia. También hay una corrección menor más, originada por la perturbación de nuestro sol dentro de nuestra galaxia local, debido a la interacción con estrellas vecinas.
La última corrección de la aberración de las estrellas implica la velocidad absoluta de nuestro sol en el universo. Esa velocidad absoluta ya ha sido determinada. Hemos visto en el artículo: `` La cosmología del Big Bang se encuentra con una muerte astronómica '' que el dipolo de la radiación cósmica de 3K se debe al movimiento adecuado de nuestro sol en el universo. Por supuesto, la radiación cósmica se debe a la emisión de la radiación de Planck de gases interestelares en el universo, que está a 3K como se explica en el artículo: El origen de la radiación de 3 K y también en el documento: Los 3 K Antecedentes de microondas y la paradoja de Olbers
La asimetría (dipolo) de esa radiación de Planck se debe al movimiento propio absoluto de nuestro sol en el universo. Esto muestra que ahora es posible determinar ese marco de referencia absoluto en nuestro universo. No existe otro sistema de coordenadas capaz de dar datos coherentes.

[1] J. Bradley "Relato de un nuevo movimiento descubierto de las estrellas fijas"Phil. Trans. 35 p. 637 (1728).
[2] H. E. Yves "Extrapolación del experimento de Michelson-Morley"J. Opt. Soc. Am. 40, págs. 185-190 (1950).
También - P. Marmet, `` Los fenómenos pasados ​​por alto en el experimento de Michelson-Morley ''
[3] E. Eisner, "Aberración de la luz de las estrellas binarias: ¿una paradoja?"Am. J. Phys. 35, págs. 817-819 (1967)
[4] T. E. Phipps "Relatividad y aberración, "Am. J. Phys., 57, págs., 549-550 (1989) también Phipps T. E., Jr.,"Aberración estelar desde el punto de vista de la hipótesis de la convección de radiación."Phys. Ensayos 4, 368, (1991)
[5] H. C. Hayden, Aberración estelar,"Galilean Electrodynamics, 4. págs. 89-92 (1993)
[6] C. Moller, La teoría de la relatividad, (Oxford 1972)
[7] W. Heisenberg, "Física y filosofía, la revolución en la ciencia moderna"Nueva York, Harper y Row, (1966) p. 88
[8] P. Marmet, "Absurdos en la física moderna: una solución"Les ditions du Nordir, Simard Hall, 165 Waller, Ottawa, K1N 6N5, Canadá (1993).

------------------------------
Resumen Le ph nom ne d'aberration stellaire est expliqu par la vitesse related transversale entre l' toile et l'observateur sur terre. Ceci est en conformit avec le principe d'invariance d'Einstein. Ainsi, il ne doit y avoir aucune diff rence entre une toile ayant une vitesse par rapport un observateur et un observateur se d pla ant par rapport a une toile. Il est observ que dans le cas de l'aberration stellaire, ciertos resultados semblentes incompatibles con el principe d'Einstein. On d montre ici que la description de l'aberration stellaire en terme de vitesse related transversale entre les toiles et la terre devrait tre corrig e cause qu'elle est une interpr tation erron e de la relativit d Einstein.


Cómo medir la velocidad absoluta

estás en un avión que vuela hacia el este con un viento en contra de 10 km / h. La velocidad del avión se mide midiendo la velocidad del viento fuera del avión y luego ajustando para cualquier viento en contra. Digamos que obtiene un resultado (después de tener en cuenta el viento en contra) de 200 km / h.

Sin que usted lo sepa, el brazo de nuestra galaxia llamado Vía Láctea se dirige hacia el oeste a 400 kph, ¡así que realmente su velocidad es de 200 kph hacia atrás!

pero EL universo se dirige hacia el este a 400000 km / h, por lo que tu velocidad es ahora. ummm. mucho Y TUS OJOS COMIENZAN A ARDIR :)

Como un fotón tiene una velocidad constante en todos los marcos de referencia y asumiendo que la tecnología avanza hasta el punto de que la velocidad de un fotón puede medirse con precisión. By measuring the speed of the plane relative to the speed of photons (measured simutaneously in all three dimensions) you should be able to derive the true speed of the plane regardless of the frame of ref? true or false :)

You will need to measure the speed of the photons simutaneously in 3 dimesnsions (east, west,south,north,up,down) as it may turn out the plane could be moving in any direction.

this would be similar to measuring the planes velocity realtive to the michelson morely experiment.


12 Answers 12

Within the context of Newtonian mechanics, there's a simple answer: velocities are not absolute, but differences in velocities are. So you can state that acceleration occurs unambiguously.

In special relativity, this is a bit more complicated because of relativistic velocity addition, but all observers can unambiguously compute a "proper" acceleration for every object, which is the acceleration in that object's momentary rest frame.

In fact, the same logic still works in general relativity acceleration is unambiguous even in a universe without matter. However, in certain philosophical stances inspirado by general relativity, the question is trickier because one might take a hardline Machian position, where motion should only be defined in relation to other matter. But in this case you can still answer the question because there is motion relative to the exhaust.

A rocket's thrusters function by ejecting reaction mass (exhaust). You can measure the movement of the rocket by its distance from its reaction mass. The rocket moves relative to its reactant.

You can say the rocket didn't move, but not because it can't be measured. The center of mass of a rocket-reactant system* Nunca goes anywhere—not even in our universe**—because the force of the rocket on its reactant is equal and opposite to the force of the reactant on the rocket. In this sense, the rocket-reactant system's center of mass is unaffected by the thrusters because the thrusters are internal to the system in question.

** Unless acted upon by an outside force.

how can we say a rocket accelerates in empty space ?

According to third Newton law, body in a rocket will experience pseudo-force with direction opposite to that of rocket acceleration. That is - rocket acceleration will induce body weight which can be observed / measured :

It's much like water "feels" centrifugal force. What you actually will not be able to distinguish is that if rocket flies with acceleration OR if it has already landed at some planet given that astronauts were sleeping in a journey and no windows to see planet surface and rocket's dashboard is broken showing false acceleration. It is a direct conclusion of Equivalence principle.

Acceleration y relative velocities

An absolute velocity can not be measured, that's correct. But an absolute aceleración can. P.ej. with a simple scale.

Measuring the acceleration, you can know your velocity. This is a system that is e.g. already since long time used in airplanes known as inertial navigation system.

There is the other part, the relative velocity, as already mentioned in other answers: while the absolute velocity is not measurable, differences are. And in this case the difference to the exhaust of the rocket can be measured.

Relative velocities are the solo ones that actually matter.

If we set up the universe using Newton's mechanics, we can get a (mostly useless) definition of absolute velocity from the big bang itself. If momentum is conserved while energy is not (which it cannot be), absolute velocity is defined from the big bang's initial reference frame.

We can do the same in general relativity for some sets of initial conditions but not others, but there is no simple proof for this because conservation of momentum and conservation of energy are linked in general relativity. In all of the ones for which this works, the absolute velocity is equivalent to the velocity of the cosmic background radiation.

Rockets accelerate by pushing mass out the back. The weak forces resulting from CMB interaction are negligible for any reasonable rocket, therefore if fired in deep space, the reasonable reference frame is the initial frame of the rocket, and there is no change to position of the center of mass of rocket + exhaust. As we should expect from this, engine efficiency is exponential with engine exhaust velocity.

So, the effective answer to your question is "we don't care". The laws of physics from the time of Newton never really cared what the effective frame is. If you take the laws of physics and take the limit* as $c$ goes to infinity, Newton's mechanics drop out again.

*Yes I know taking the limit of a constant makes no mathematical sense. What we're looking for is reintroducing Newton's assumption that the speed of light is too large to matter for anything else.

if it is a universe with the same dimensions and physical laws as our own, then the rocket would move per action and reaction, whether or not there was any other mass or energy in the universe. Then the rocket would be moving away from the gasses it expelled.

from whatever i have read this is a fundamental open q. properties of space and time are not known in an "empty" universe and hence concept of motion is not clearly understood. you might want to read about spinning water bucket thought experiment

I will firstly answer in the context of relativity. La proper acceleration, meaning the acceleration as measured in the reference frame of the rocket, which is related to the "force" felt by the rocket, is independent of its velocity (relative to any other observer). However the rocket's acceleration as measured in other reference frames does depend on the relative velocity: $vec a' = vec a/gamma^3$ , where $gamma := (1-(v/c)^2)^<-1/2>$ is the Lorentz factor. Hence other frames measure a lower acceleration for the rocket. The " $vec a$ " terms are accelerations in space (3-accelerations) to be precise also this simple formula applies only when the relative velocity lines up with the acceleration direction (again, I mean in space only). Tsamplaris 2010 is a nice reference, see $S7.2$ .

To take a very different perspective, from philosophy of physics and Newtonian gravity, you can actually define or interpret "acceleration" as relative if you really want to. (I mention this as a curiosity only, and if the reader is pragmatic or prefers a simple answer then ignore this and just say "acceleration is absolute".) John Norton, in a 1995 article subtitled "Acceleration is relative", writes

Relativity of Acceleration

The decomposition of gravitational free fall into an inertial trajectory and a gravitational deflection is conventional we are free to divide free fall motion into any combination of inertial motion and gravitational deflection we please, as long as the latter corresponds to a gravitational potential satisfying Poisson's equation.

Presumably this could be extended to the rocket example here.

First of all, Leroy's question has nothing whatsoever to do with rockets. His question is about motion in space. Scientists have been pondering the issue of motion in space for at least five centuries. At the beginning of the twentieth century a consensus began to form in the scientific community that a law of nature exists mandating that inertial motion relative to space cannot be measured, and that absolute space does not exist. That consensus about absolute motion and absolute space is stronger today than ever before. Although it is generally accepted by the scientific community that if a rocket experiences a period of acceleration in space, the rocket's velocity in space will change accordingly, but the century old consensus requires that the rocket cannot have a velocity relative to space because there is no such entity like absolute space for the rocket's motion to be relative to. It takes considerable arm waving to wrap your mind around what seems like contradicting assertions.

Obviously there are inconsistencies in prevailing scientific thought about space and motion in space, and these inconsistencies are most likely what prompted Leroy to post his questions. The root cause of the inconsistencies is the century old consensus that absolute space does not exist. Ironically, the supporters of this consensus readily accept that the Lorentz Transformation correctly depicts space and time for inertial observers in empty space. What they don't realize is that the transformation contains a hidden trail-head of a logic path leading to mathematical proof that absolute space actually does exist.

If you accept that the Lorentz Transformation correctly depicts space and time for inertial observers in empty space, then you must also accept that absolute space and time does exist. This is simply a mathematical fact. It is mathematically impossible to express that space and time perceived by inertial observers is a function of their relative velocity, without also establishing a prime reference of space relative to which all velocity is measured.

For those of you interested in the mathematical proof of the above declarations check out my paper The Prime Reference which you can download from my website. Just click on the link in the lower right portion of my picture. When you get to my site click on The Nerds Room, and when you get there click on The Prime Reference. For those of you interested in the ramifications of this revelation check out my Dick & Jane book about relativity that is available on Amazon.


Can Absolute Velocity be Measured?

Just a silly idea i have, please debunk it since i cannot figure it out:

Provided to us is a spacecraft equipped with a particle acceleration and detection systems.

The craft is set on a course where it would not be interrupted by any interstellar objects and cuts its propulsion systems for the entire duration of the experiment.

A stream of electrons are accelerated to a certain speed (let’s say 0.8c) in the particle accelerator. The mass of an electron in the stream is then measured when the electron stream passes, say, in the direction the spacecraft is traveling.

This measurement of electron mass when the electron stream passes in the direction the spacecraft is traveling is repeated for various speeds (0.82c, 0.84c, 0.86c, 0.88c and 0.9c). We then plot these values on a graph (e.g Figure 1). This graph represents the increase in mass of the electron at various velocities relative to the spacecraft.

The graph we obtained is then compared to the graph of:

*9.10938215x10-31 kg is the rest mass of an electron

to see where it fits in. This can be achieved by comparing the change in gradients of both graphs. We then superimpose the graph we got (Figure 1) onto the graph of the equation of Figure 2a

We are now able to determine our velocity through spacetime in the direction the electron was traveling when it was measured by taking a point on the graph we obtained and subtracting the relative speed of the electron from its actual speed as reflected from the superimposed graph.

Example: In Figure 1, we measure the relative speed of the electron, W, to be say 0.8c. When we superimpose the graph, the point which contains W now reads off the new graph as X (lets say 0.83c), so we deduce that we are moving through spacetime at a velocity of 0.03c in the direction the electrons were traveling when their mass was measured.

This experiment is repeated where the mass of the electron is measured as it is traveling in various other directions to determine our absolute velocity through spacetime. The direction which yields the largest velocity will give us the absolute velocity of the spacecraft through spacetime.

The absolute velocity of the spacecraft through spacetime can be compared with the velocity of the spacecraft relative to the cosmic microwave background radiation (CMBR) reference frame.

If both velocities are the same, we can assume that the CMBR reference frame (and the black hole/object that gave birth to big bang) is/was moving at an absolute velocity of 0 m/s through space.

However, if both velocities were different, we can deduce that the CMBR reference frame (and the black hole/object that gave birth to big bang) is/was moving through space at a certain velocity.

This comparison would shed some light on the physical nature of the big bang itself, allowing us to eliminate a few of the seemingly infinite number of theories that surrounds the beginning of the universe we know today.


Does Absolute Velocity Exist? - Astronomía

Nobody knows if any particles exist, including photons. This is an ambiguity in quantum theory.

Quantum theory is incomplete in that there is know way of knowing if only waves exist, or only particles exist or both exist all the time. It is a matter of interpretation, or belief or faith.

(Help me out on the particle does not exist part
Does this mean that the entity does not have particle properties or is this a reference to having a surface boundary.)

Feymann did QED theory using particles only. But he also had to use positrons coming back from the future. Can you beoieve that. Yet he got a theory that is said to be the most accurate theory ever based on measurements.

(Would it follow that if you exceed the speed of light you can go backward in time. That is the way it is presented in the science fiction movies. I have never considered it to be actually possible but if I am to consider the speed of light not to be absolute. This may take some thought on my part to form an opinion.)

But at face value, quantum mechanics is only about waves or eigenfunctions, which have no physical existence. It is presumed that the waves collapse into point particles when we try to measure the waves. But there is no theory of the collapse. The moment of collapse is the only moment that a particle even exists for it immediately becomes some other sort of wave, like the eigenfunctions of an electron, if the response to detecting the light is a current. In this interpretation only waves existmost of the time.

(When you say no physical existence would you define a magnetic field as existing or not?)

The state to which the waves collapse to is random for a single collapse. Only the sum of a great number of collapses is predited by the eigenfunctions. An alternative interpretation is that each individual collapse creates a seprpate universe and that every possibility is realized all the time. Can you believe that?

(I am doing my best but this is stretching me a little.
If you read my post containing the coin toss on the end of the other thread. It proves that a specific result can occur on each individual happening and at the same time the sum total of the happenings can still conform to a random law.
Just because the mathematics allow something does not mean it is actually true. Many times there is a negative solution to an equation set when there is no real life condition which matches it. This does not prevent the equation from being correct if the positive solution is used. On the other hand the negative solution can give us a clue there may be an alternate solution.)

Bohm theory is the only theory where both waves and particles exist at the same time, and both are real. The waves then guide the particles as to where they go. I actually like this one the best, but it is perhaps the least popular among physicists. But some believe it in like it was a religion.

(I would say Bohm is correct. Louis de Broglie proved that all matter has a velocity below which it will act as a wave, and above which it will act a particle. Bohm may not have the ability to put an equation to his thoughts but that is no little task. History if full of ideas which took many generations and new forms of mathematics to explain logically.)

The point is that physicists tend to believe in one interpretation or another, as a matter of faith. There is no rational basis to choose one over the other. The mathematics is essentially the same and the predictions always the same no matter which interpretation you believe in.

Now you seem to believe that only particles exist and you seem to assign classical properties to these particles, like saying that a photon has a particular spin now and forever.

(I use the particle approach because it is easier for me to visualize.
I believe that all that can be experientially detected by physical means exists as waves which may exhibit wave or particle properties.
If waves interact that have very different wavelengths then the interaction has predominantly particle properties.
If the waves interact that have similar sized wavelengths then the interaction has predominantly wave properties.
However neither property is ever totally nonexistent.)

Well, photons are described by Maxwell's equations, a wave theory. In that theory you can propagate linearly polarized waves, which have at the same time two opposite spins, or in reality no spin at all. Or you can propagate circularly polarized waves, which have either right handed spin or left handed spin. However, if you measure a linearly polarized wave with circularly polarized you detect circular polarization.

That is all classical thinking. It seems to be the same as your explanation. But it does not include the randomness inherent in quantum mechanics. In quantum mechanics any individual photon is in all possible states at the same time until a measurement makes it collapse to a particular state, or choose a particular universe, or. You see, it is incoeerect to use classical thinking to describe quantum effects.

Worm Holes: They are never connections to every other piece of matter in the universe.

Although in string theory such connections could be the result of compactification of 16 of the 26 dimensions of boson string theory. But that is not the worm holes of GR theory. GR Worm holes exist in 4-d.

The 6-d thread that connects specific entangled particles are not worm holes and the entanglement can be broken resulting in the precipatation of the thread into 4-d space as axions.

So worm holes cannot extent thru black hole event horizons. mIf particle pairs happen to straddle the event horizon, their entanglement is broken as in Hawking's black hole radiation theory.

( Ok, if it helps, the worm hole connect to a common membrane with zero space density. Does that help? It is not my intention to change your ideas but I must poke it some to understand them. I envisioned the worm holes as a door or connection point.)

And photons never have mass. They only have momentum, if, of course, they even exist.

(If the photon entity existed only as a wave would you consider that existing?)

(You asked!
I am trying to understand how gravity works according to your thinking.
Information travels from one mass .. Uh .. Entity to another.
Each entity has a center.
The information conveyed must contain a vector direction to the second mass, a quantity of matter and a distance to the other mass for gravity to respond correctly. The information is conveyed in zero time.
Am I correct so far?.
Does the entanglement convey the actual force or just information?)


5. Absolute Space in the Twentieth Century

5.1 The Spacetime Approach

After the development of relativity (which we will take up below), and its interpretation as a spacetime theory, it was realized that the notion of spacetime had applicability to a range of theories of mechanics, classical as well as relativistic. In particular, there is a spacetime geometry &mdash &lsquoGalilean&rsquo or &lsquoneo-Newtonian&rsquo spacetime &mdash for Newtonian mechanics that solves the problem of absolute velocity an idea exploited by a number of philosophers from the late 1960s (e.g., Earman 1970, Friedman 1983, Sklar 1974 and Stein 1968). For details the reader is referred to the entry on spacetime: inertial frames, but the general idea is that although a spatial distance is well-defined between any two simultaneous points of this spacetime, only the temporal interval is well-defined between non-simultaneous points. Thus things are rather unlike Newton's absolute space, whose points persist through time and maintain their distances: in absolute space the distance between pag-now and q-then (where pag y q are points) is just the distance between pag-now and q-now. However, Galilean spacetime has an &lsquoaffine connection&rsquo which effectively specifies for every point of every continuous curve, the rate at which the curve is changing from straightness at that point for instance, the straight lines are picked out as those curves whose rate of change from straightness is zero at every point. (Another way of thinking about this space is as possessing &mdash in addition to a distance between any two simultaneous points and a temporal interval between any points &mdash a three-place relation of colinearity, satisfied by three points just in case they lie on a straight line.)

Since the trajectories of bodies are curves in spacetime, the affine connection determines the rate of change from straightness at every point of every possible trajectory. The straight trajectories thus defined can be interpreted as the trajectories of bodies moving inertially (i.e., without forces), and the rate of change from straightness of any trajectory can be interpreted as the acceleration of a body following that trajectory. That is, Newton's First Law can be given a geometric formulation as &lsquobodies on which no net forces act follow straight lines in spacetime&rsquo similarly, the Second Law can be formulated as &lsquothe rate of change from straightness of a body's trajectory is equal to the forces acting on the body divided by its mass&rsquo. The significance of this geometry is that while acceleration is well-defined, velocity is not &mdash in accord with the empirical determinability of acceleration but not of velocity, according to Newtonian mechanics. (A simple analogy helps see how such a thing is possible: betweenness on a curve, but not &lsquoup&rsquo is a well-defined concept in Euclidean space.) Thus Galilean spacetime gives a very nice interpretation of the choice that nature makes when it decides that the laws of mechanics should be formulated in terms of accelerations not velocities.

5.2 Substantivalism

Put another way, we can define the complete predicate x accelerates como trajectory(X) has-non-zero-rate-of-change-from-straightness, dónde trajectory maps bodies onto their trajectories in Galilean spacetime. And this predicate, defined this way, applies to the water in the bucket if and only if it is rotating, according to Newtonian mechanics formulated in terms of the geometry of Galilean spacetime it is the mechanically relevant sense of the word in this theory. But this theoretical formulation and definition have been given in terms of the geometry of spacetime, not in terms of the relations between bodies acceleration is &lsquoabsolute&rsquo in the sense that there is a preferred (true) sense of acceleration in mechanics and which is not defined in terms of the motions of bodies relative to one another. (Note that this sense of &lsquoabsolute&rsquo is broader than that of motion relative to absolute space, which we defined earlier. In the remainder of this article we will use it in the broader sense. The reader should be aware that the term is used in many ways in the literature, and such equivocation often leads to significant misunderstandings.) Thus if any of this analysis of motion is taken literally then one arrives at a position regarding the ontology of spacetime rather like that of Newton's regarding space: it is some kind of &lsquosubstantial&rsquo (or maybe pseudo-substantial) cosa with the geometry of Galilean spacetime, just as absolute space possessed Euclidean geometry. This view regarding the ontology of spacetime is usually called &lsquosubstantivalism&rsquo (Sklar, 1974). The Galilean substantivalist usually sees himself as adopting a more sophisticated geometry than Newton but sharing his substantivalism (though there is room for debate on Newton's exact ontological views see DiSalle, 2002). The advantage of the more sophisticated geometry is that although it allows the absolute sense of acceleration apparently required by Newtonian mechanics to be defined, it does not allow one to define a similar absolute speed or velocity &mdash X accelerates can be defined as a complete predicate in terms of the geometry of Galilean spacetime but not X moves in general &mdash and so the first of Leibniz's problems is resolved. Of course we see that the solution depends on a crucial shift from speed and velocity to acceleration as the relevant senses of &lsquomotion&rsquo: from the rate of change of position to the rate of rate of change.

While this proposal solves the first kind of problem posed by Leibniz, it seems just as vulnerable to the second. While it is true that it involves the rejection of absolute space as Newton conceived it, and with it the need to explicate the nature of an enduring space, the postulation of Galilean spacetime poses the parallel question of the nature of spacetime. Again, it is a physical but non-material something, the points of which may be coincident with material bodies. What kind of thing is it? Could we do without it? As we shall see below, some contemporary philosophers believe so.


Velocity of light and absolute rest

Unfortunately neither absolute motion nor absolute rest are standard terms as far as I know. So that doesn't help.

Light is always moving in all frames of reference, it is true.

With respect to what? Light has a constant relativo speed of 299792458 m/s with respect to whoever is measuring it.
So, the speed of light as measured by any observer does not depend on the relative velocity of the source to the observer.
In addition, changing it own velocity doe not change the speed of that same light as measured relative to the source as measured by the source.

So for example, let's assume that we have two objects, A and B approaching each other, and at the moment they pass each other a flash of light is emitted. It doesn't matter whether A of B emits the flash. For an observer watching these two meeting, the light expands outward at c, while Both A and B move on from the point of emission. Like this.

However, If you are at rest with respect to A, this is what happens according to you

The light expands outward from A after B passes by and B chases after the left edge of the expanding light

If you were at rest with respect to B, then this is what happens

Now B remains at the center of the flash, while A chases after the right edge of the flash.

Thus is is more appropriate to say that the speed of light is invariant rather than absolute (Absolute implies that there is one single frame of reference which everyone agrees is the one that the speed of light is constant with respect to.)


SPECIAL RELATIVITY

The theory of Special Relativity, published by Einstein in 1905 (when he was 26 years old), describes how objects behave when they have a constant velocity. Ten years later, in 1915, Einstein published his theory of Relatividad general, which describes how objects move when they are accelerated by gravity. (General Relativity is the subject of tomorrow's lecture today we'll stick to the simpler case of Special Relativity.) Special Relativity can be summed up in one brief sentence:

All speeds are relative, except for the speed of light, which is absolute.

A concise sentence -- but what does it mean? Let's start by examining what is mean by ``relative speed''. A professor paces across a lecture platform.
Her speed relative to platform=
1 meter/second
Her speed relative to center of Earth=
360 meters/second
Her speed relative to center of Sun=
30,000 meters/second
Her speed relative to center of Galaxy=
220,000 meters/second

Which of the above speeds is the ``correct'' speed? Todos son correctos. When you state the speed of a material object, like a professor or a star, you are stating the speed relative to some other object. For massive objects, all speeds are relative. As another example of the relativo nature of speeds, consider a criminal barreling down High Street, driving his getaway car. As seen by an innocent bystander, the car has a velocity v = 30 meters/second (about 67 mph). The criminal draws his gun, and shoots a bullet in the direction he is traveling. Relative to the car, the bullet has a velocity u = 250 meters/second (the muzzle speed of a bullet from a .45 automatic).

To summarize the situation:
Speed of car relative to bystander = v = 30 meters/second

Speed of bullet relative to car = u = 250 meters/second

To find the speed of the bullet relative to the bystander, just add the speeds together:
Speed of bullet relative to bystander = v + u = 280 meters/second.

The question ``What is the speed of the bullet?'' doesn't have a single answer. The speed of the bullet relative to the car is 250 meters/second. The speed of the bullet relative to the bystander is 280 meters/second. For that matter, the speed of the bullet relative to the center of the galaxy is 220,000 meters/second. There is a critical caveat attached to the theory of Special Relativity: all speeds are relative, except for the speed of light , which is absolute.

As an example of the absolute nature of the speed of light, consider the same criminal roaring down High Street in his getaway car. Relative to a bystander, the car has the same speed v = 30 meters/second. Now, however, the criminal draws a laser gun. A laser produces electromagnetic radiation, so relative to the car, the laser beam will travel at the speed of light: c = 300,000,000 meters/second.

To summarize the new situation:
Speed of car relative to bystander = v = 30 meters/second

Speed of light beam relative to car = c = 300,000,000 meters/second

What is the speed of the light beam relative to the bystander? A classical physicist, like Galileo or Newton, would say the speed is v+c = 300,000,030 meters/second. This, however, is WRONG. The correct answer, given by Einstein, is that the speed of the light beam relative to the bystander is c = 300,000,000.

The speed of light is absolute that means it is the same seen by any observer, no matter how fast the observer is moving relative to the light source. THE OBSERVED SPEED OF LIGHT IN A VACUUM IS ALWAYS 299,792.459 KILOMETERS PER SECOND. (Parenthetical comments: it is necessary to add the qualification ``in a vacuum'' since interactions with matter can slow down a light beam. The exact value of the speed of light is usually rounded off to 300,000 km/sec for practical purposes. The speed of light is the speed of all electromagnetic radiation, from radio to gamma-rays.)

The fact that the speed of light is constant has been experimentally verified, first by a pair of physicists in Cleveland in 1887. The fact that the speed of light is absolute, while all other speeds are relative, has some bizarre consequences. Suppose I hand you a light bulb, and send you away from Earth with a speed equal to 99% the speed of light. You say:
``The light bulb is stationary. The light from the bulb is moving at a speed c.''
On the other hand, I say:
``The light bulb is moving at a speed 0.99c. The light from the bulb is moving at a speed c.''

Two observers are moving at a speed 0.99c relative to each other. Each observer, using his own yardstick and clock, measures the speed of a particular beam of light to be the same. The only way the two observers to observe the same speed for the beam of light, Einstein concluded, is for odd things to be happening to the yardsticks and clocks with which they measure the speed of light.

Relativistic Time Dilation

Whose clock is correct? Both are correct. THERE IS NO SUCH THING AS ABSOLUTE TIME. The rate at which time flows is different for different observers.

Relativistic Length Contraction

Whose yardstick is correct? Both are correct. THERE IS NO SUCH THING AS ABSOLUTE SPACE. The distance between two points is different for different observers. Please note that the relativistic effects mentioned above (time dilation and length contraction) are all very small unless the relative speed is close to the speed of light.


The Oceans and Marine Geochemistry

P.D. Nightingale , P.S. Liss , in Treatise on Geochemistry , 2003

6.03.3.4 The Oceans as a Sink for Atmospheric Gases

6.03.3.4.1 Ozone

The oceans acts as a one-way sink for atmospheric ozone due to the high reactivity of the gas with components in the surface water. The dominant reaction at the surface appears to be with iodide ions and unidentified organic surfactants ( Garland et al., 1980 ). Given that this reactivity makes the sea a perfect sink, calculation of the downward flux involves only knowledge of the atmospheric concentration and the appropriate deposition velocity . Early estimates of the deposition flux give values of ∼5×10 14 g yr −1 . More recent estimates are in agreement with this. It has proved possible to check these values using the micrometeorological technique of eddy correlation (see Section 6.03.2.3.2(iv) ) applied from an aircraft, which appears to work well in this case ( Lenschow et al., 1982 ).

6.03.3.4.2 Sulfur dioxide

Like ozone, sulfur dioxide is subject to deposition into the oceans, with no re-emission. This arises from the high reactivity of the gas in seawater, which ensures its rapid destruction in the water and effective zero surface-water concentration driving the one-way flux ( Liss, 1971 ). The high solubility and aqueous reactivity of SO2 makes its exchange subject to gas phase control (see Section 6.03.2.1.1 ).

6.03.3.4.3 Hydrogen cyanide and methyl cyanide

Hydrogen cyanide (HCN) and methyl cyanide (CH3CN) are trace gases in the atmosphere occurring at the 100–200 pptv level. Their main source is biomass burning, with smaller contributions from automobiles and industry. Concentration measurements over the oceans show lower amounts in the marine boundary layer, and this has been attributed to uptake by the oceans ( Singh et al., in press ). These authors have used a simple box model to try to quantify the uptake and deduced that ocean surface waters have to be ∼20% undersaturated to achieve balance. Since there are no measurements of HCN or CH3CN in seawater, it is currently not possible to verify these undersaturations, nor is anything known about the destruction processes for the gases in seawater. The box model suggests a deposition to the global ocean of 1.3 Tg N yr −1 HCN and CH3CN, which is ∼4% of the total yearly amount of nitrogen entering the oceans via atmospheric deposition (mainly in the form of nitrate and ammonium in rain and particles).

6.03.3.4.4 Synthetic organic compounds

Synthetic organic compounds are a vast group of man-made chemicals here we consider only a small subset including the polychlorinated biphenyls (PCBs) and various chlorinated organic pesticides (e.g., DDT, chlordane, and dieldrin), for which there are particular environmental concerns. They are emitted to the atmosphere during use or disposal and are found dispersed throughout the environment. Deposition to the oceans occurs by both wet and dry processes, in varying proportions for the different compounds, although gaseous deposition is always a significant route (25–85% of total) ( Duce et al., 1991 ). Re-emission is also possible where the concentration gradient changes sign, either because of reduced air concentrations or elevated water concentrations, or both. From the point of view of gas exchange, many of these compounds are interesting since both gas and liquid phase resistances are significant for their air–sea exchange, which is not the situation for most gases where one or other resistance is dominant (see Section 6.03.2.1.1 ).

6.03.3.4.5 Chlorofluorocarbons

Measurements of methyl chloroform or 1,1,1-trichloroethane (CH3CCl3) showed that this compound was significantly unsaturated in the equatorial Pacific Ocean ( Butler et al., 1991 ). Loss rates were supported roughly by known hydrolysis rates and the authors calculated that ∼6% of atmospheric CH3CCl3 is removed by consumption in the oceans. With this exception, most of the chlorofluorocarbons were originally thought to be stable in the water column.

The first evidence that this assumption was incorrect was provided by observations of carbon tetrachloride (CCl4) removal in the Baltic Sea under anoxic conditions ( Krysell et al., 1994 ). A later investigation in the Black Sea found that reductions in CCl4, CHCl3, CH3CCl3, dibromomethane and dibromochloromethane, and bromodichloromethane were related to oxygen/hydrogen sulfide concentrations ( Tanhua et al., 1996 ). Most of the CCl4 was transformed to CHCl3 as an intermediate product. Subsequent work in a fjord in Norway showed that CFC-11 was also removed in anoxic waters ( Shapiro et al., 1997 ). Loss rates of both CCl4 and F11 in anoxic waters are probably due to biological rather than chemical removal ( Lee et al., 1999 ). It also seems likely that some of the chlorofluorocarbons are removed in fully oxygenated surface waters. Observations show that there is a deficit of CCl4 in the Antarctic surface and bottom waters ( Meredith et al., 1996 ). Finally, fluorinated compounds such as CFC-113 are degraded in warm surface waters of the temperate North Atlantic, the tropical western Pacific, the Eastern Mediterranean, and even the Weddell Sea ( Roether et al., 2001 ). CFC-113 depletions were ∼3% yr −1 , with possibly accelerated rates in the mixed layer or near the surface.

Selected dechlorination of chlorinated compounds by soil bacteria has long been recognized ( Vogel et al., 1987 ). It seems likely to us that there is a biological transformation of these compounds by marine bacteria, particular as marine bacteria can transform CH3Br (see Section 6.03.3.3.2 ). Not only are these compounds likely to be removed from oceanic and coastal waters under anoxic and suboxic conditions, but given that compounds such as CH4 and N2O are thought to be produced in suboxic micro-environments within the water column (see Section 6.03.3.2.9 ), it seems reasonable to assume that the same sites might be areas of chlorofluorocarbon removal.