在小距离上测量地面东西方向上光速的差异是非常困难的,这里不仅要有相当精确的、没有随运动速度改变而改变的基准米尺定出来的距离L,还要有一个不随运动变慢的准确的两绝对同时的钟。这两个问题是目前科学家没有解决的问题。
如果我们把测量距离加大,事情就会变得容易很多。比如,在地球不同经度的赤道上空,有两颗同步卫星,由于卫星的高度变化、角度变化、速度变化都是很微小的,可认为在短时间内它们静止于赤道上空,距离L不变。从地理南极发射对钟信号,理论上这信号到达两卫星的时间也是相等的。因此可用极地的静止无线电装置对两卫星上的时钟进行时间同步。同步后的卫星相互发光,测得单向光速就没有问题了。
在地球上空,同步卫星的轨道是唯一的。稳定运行的同步卫星具有相同的高度和纬度(零纬度),因此它们距离南极点(或北极点)的距离也是相等的,在地理极点对同步卫星发出校对信息,能将轨道上所有同步卫星的时钟置于同步。
同步卫星相当于把地面测量光速的装置的地基加高。我们也可以按照这个原理,把两个测量装置就放在地面上同纬度、同海拔、不同经度的地面,使用来自极地的同步信号进行对钟。这样对出的两钟,理论上也是绝对同时的。有了绝对同时的两钟,距离L的精度不再是问题,因为我们已经无须通过求解T=L/(c+v)+L/(c-v)才能得到判断结果,而是通过直接取得的T1=L/(c+v)和T2=L/(c-v)是否相等就直接得到两方向光速是否一致的判断了。
两颗同步卫星属于赤道上不同经度地面上的两个静止物体向高处移动后的等效。它们之间的距离也是非常容易测量并计算出来的。它们的时钟被极地的同步信号同步以后,就可以在高空对发光线,进行单向光速测量。
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