È ben noto che la velocità della luce in un vuoto perfetto è di circa $ 3 \ x 10 ^ 8 \: \ rm m / s $.Ma è anche noto che lo spazio esterno non è un vuoto perfetto, ma un vuoto duro.Quindi, il limite di velocità è teoricamente più veloce di quello che possiamo misurare empiricamente, perché il vuoto intenso rallenta la luce?Questo viene considerato quando si misurano distanze con la luce?
Se prendiamo aria, l'indice di rifrazione a un'atmosfera è di circa $ 1.0003 $. Quindi, se misuriamo la velocità della luce nell'aria, otteniamo una velocità un fattore di circa $ 1.0003 $ troppo lenta, ovvero un errore frazionario $ \ Delta c / c $ di $ 3 \ volte 10 ^ {- 4} $.
La differenza dell'indice di rifrazione da uno, $ n-1 $, è proporzionale alla pressione. Scriviamo la pressione come una frazione di un'atmosfera, cioè la pressione divisa per un'atmosfera, quindi l'errore frazionario nella nostra misurazione di $ c $ sarà di circa:
$$ \ frac {\ Delta c} {c} = 3 \ times 10 ^ {- 4} \, P $$
Nei laboratori ad alto vuoto possiamo, senza troppi sforzi, arrivare a $ 10 ^ {- 10} $ torr e questo è circa $ 10 ^ {- 13} $ atmosfere o 10 nPa. Quindi misurare la velocità della luce in questo vuoto ci darebbe un errore:
$$ \ frac {\ Delta c} {c} \ circa 3 \ volte 10 ^ {- 17} $$
E questo è già più piccolo degli errori sperimentali nella misurazione.
Quindi, sebbene sia tecnicamente corretto che non abbiamo mai misurato la velocità della luce in un vuoto perfetto, il vuoto che possiamo generare è sufficientemente buono che il suo effetto sulla misurazione è del tutto trascurabile.
La risposta di John Rennie è buona per quanto riguarda gli impatti del vuoto imperfetto, quindi non lo ripeterò qui.
Per quanto riguarda l'ultima parte della tua domanda se questo debba essere preso in considerazione quando si misura la distanza, vale la pena notare che lo standard definisce la velocità della luce come un valore specifico e quindi, utilizzando anche il definizione del secondo, deriva il contatore come questione di misura. Quindi, poiché gli standard sono attualmente scritti, la velocità della luce è esatta per definizione .
La tua domanda, così come è stata scritta, presuppone implicitamente che il metro e il secondo siano dati per definizione e la velocità della luce una questione di misurazione.
Quindi, da questo punto di vista, la tua domanda dovrebbe davvero essere scritta per chiedere se l'impatto del vuoto imperfetto influisce sulla nostra definizione di contatore. La risposta è che probabilmente lo fa, come è stato approssimativamente quantificato da John Rennie. L'importanza o meno dipende dal metodo utilizzato e da quali altre incertezze sperimentali sono inerenti a tale metodo.
Esiste una costante in fisica chiamata $ c $ che è il "tasso di cambio" tra lo spazio e il tempo.Un secondo nel tempo è in un certo senso "equivalente" a $ c $ volte un secondo (che quindi fornisce una distanza nello spazio).La luce viene utilizzata per viaggiare a $ c $.Nota che $ c $ non è la velocità della luce, ma piuttosto la velocità della luce è $ c $, che è una sottile distinzione ($ c $ è ciò che fa sì che la luce viaggi a quella velocità, piuttosto che la luce che viaggia aquella velocità fa sì che $ c $ sia quel valore).$ c $ è stato misurato osservando la velocità di viaggio della luce, ma ci sono anche molti altri modi per trovare $ c $.Ad esempio, $ c ^ 2 $ è uguale al reciproco del prodotto della permittività del vuoto e della permeabilità del vuoto.Quindi non solo l'effetto dei vuoti imperfetti è trascurabile nella misurazione di $ c $ osservando la velocità della luce, ma ci sono molte altre osservabili che dipendono da essa.
Un esperimento progettato per misurare una certa quantità fisica come la velocità della luce terrà conto di eventuali effetti perturbatori.Se, per qualsiasi motivo, eseguire effettivamente misurazioni della velocità della luce nel vuoto quasi fosse impossibile, potremmo comunque misurarlo con diverse densità dell'aria ed estrapolare i risultati a zero densità dell'aria.Questa estrapolazione può essere eseguita accuratamente adattando la nota dipendenza teorica della velocità della luce dalla densità dell'aria, ma possiamo altrettanto bene procedere in modo indipendente dal modello e non utilizzare alcun input teorico quando si esegue l'estrapolazione per un vuoto perfetto.
La velocità della luce è per definizione esattamente 299.792.458 m / s. Se il vuoto non fosse perfetto durante le nostre misurazioni, cambierebbe solo la nostra definizione di contatore.