Es ist bekannt, dass die Lichtgeschwindigkeit in einem perfekten Vakuum ungefähr $ 3 \ mal 10 ^ 8 \: \ rm m / s $ beträgt.Es ist aber auch bekannt, dass der Weltraum kein perfektes Vakuum ist, sondern ein hartes Vakuum.Ist das Tempolimit theoretisch schneller als das, was wir empirisch messen können, weil das harte Vakuum das Licht verlangsamt?Wird dies bei der Messung von Entfernungen mit Licht berücksichtigt?
Wenn wir Luft nehmen, liegt der Brechungsindex bei einer Atmosphäre bei etwa 1.0003 USD. Wenn wir also die Lichtgeschwindigkeit in Luft messen, erhalten wir eine Geschwindigkeit, die um einen Faktor von etwa 1.0003 $ zu langsam ist, d. H. Einen Bruchfehler $ \ Delta c / c $ von $ 3 \ mal 10 ^ {- 4} $.
Die Differenz des Brechungsindex von eins, $ n-1 $, ist proportional zum Druck. Schreiben wir den Druck als Bruchteil einer Atmosphäre, d. H. Den Druck geteilt durch eine Atmosphäre, dann beträgt der Bruchfehler bei unserer Messung von $ c $ ungefähr:
$$ \ frac {\ Delta c} {c} = 3 \ mal 10 ^ {- 4} \, P $$
In Hochvakuumlabors können wir ohne allzu großen Aufwand $ 10 ^ {- 10} $ Torr erreichen, und das sind ungefähr $ 10 ^ {- 13} $ Atmosphären oder 10 nPa. Das Messen der Lichtgeschwindigkeit in diesem Vakuum würde uns also einen Fehler geben:
$$ \ frac {\ Delta c} {c} \ ca. 3 \ mal 10 ^ {- 17} $$
Und dies ist bereits kleiner als die experimentellen Fehler bei der Messung.
Obwohl es technisch korrekt ist, dass wir die Lichtgeschwindigkeit nie in einem perfekten Vakuum gemessen haben, ist das Vakuum, das wir erzeugen können, so gut, dass seine Auswirkung auf die Messung völlig vernachlässigbar ist.
Die Antwort von John Rennie ist gut, was die Auswirkungen des unvollkommenen Vakuums angeht, daher werde ich das hier nicht wiederholen.
In Bezug auf den letzten Teil Ihrer Frage, ob dies bei der Entfernungsmessung berücksichtigt werden soll, ist zu beachten, dass der Standard die Lichtgeschwindigkeit als einen bestimmten Wert definiert und dann auch die Die Definition des zweiten leitet den Zähler als Messsache ab. Da die Standards derzeit geschrieben werden, ist die Lichtgeschwindigkeit per Definition exakt.
Ihre Frage geht, wie geschrieben, implizit davon aus, dass der Zähler und der zweite per Definition und die Lichtgeschwindigkeit eine Frage der Messung sind.
Aus dieser Perspektive sollte Ihre Frage wirklich geschrieben werden, um zu fragen, ob sich die Auswirkung eines unvollständigen Vakuums auf unsere Definition des Messgeräts auswirkt. Die Antwort darauf ist, dass dies wahrscheinlich der Fall ist, wie es von John Rennie ungefähr quantifiziert wurde. Ob dies wichtig ist oder nicht, hängt davon ab, welche Methode verwendet wird und welche anderen experimentellen Unsicherheiten dieser Methode inhärent sind.
In der Physik gibt es eine Konstante namens $ c $, die den "Wechselkurs" zwischen Raum und Zeit darstellt.Eine Sekunde in der Zeit ist in gewisser Weise "äquivalent" zu $ c $ mal einer Sekunde (was dann einen Abstand im Raum ergibt).Licht wird mitgenommen, um mit $ c $ zu reisen.Beachten Sie, dass $ c $ nicht die Lichtgeschwindigkeit ist, sondern die Lichtgeschwindigkeit $ c $, was eine subtile Unterscheidung darstellt ($ c $ bewirkt, dass sich Licht mit dieser Geschwindigkeit bewegt, anstatt dass sich Licht mit dieser Geschwindigkeit bewegtDiese Geschwindigkeit bewirkt, dass $ c $ dieser Wert ist.$ c $ wurde gemessen, indem untersucht wurde, wie schnell sich Licht bewegt, aber es gibt auch verschiedene andere Möglichkeiten, $ c $ zu finden.Zum Beispiel ist $ c ^ 2 $ gleich dem Kehrwert des Produkts aus Vakuumpermittivität und Vakuumpermeabilität.Der Effekt von unvollständigen Vakuums ist also nicht nur vernachlässigbar, wenn man $ c $ anhand der Lichtgeschwindigkeit misst, sondern es gibt auch mehrere andere Observablen, die davon abhängen.
Bei einem Experiment zur Messung einer bestimmten physikalischen Größe wie der Lichtgeschwindigkeit werden störende Effekte berücksichtigt.Wenn es aus irgendeinem Grund unmöglich wäre, Lichtgeschwindigkeitsmessungen im nahen Vakuum tatsächlich durchzuführen, könnten wir sie dennoch unter verschiedenen Luftdichten messen und die Ergebnisse auf die Luftdichte Null extrapolieren.Diese Extrapolation kann genau durchgeführt werden, indem die bekannte theoretische Abhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit von der Luftdichte angepasst wird. Wir können jedoch genauso gut modellunabhängig vorgehen und bei der Extrapolation auf ein perfektes Vakuum keine theoretischen Eingaben verwenden.
Die Lichtgeschwindigkeit beträgt per Definition genau 299.792.458 m / s. Wenn das Vakuum während unserer Messungen nicht perfekt wäre, würde sich nur unsere Definition eines Messgeräts ändern.