Читателям, «воспитанным» на постулате о постоянстве скорости света, заголовок может показаться странным, но разберёмся подробнее.
Некорректным является распространённое утверждение, что принцип инвариантности скорости света следует из принципа относительности. Из последнего принципа следует, что инвариантом является закон, которому следует движение фотонов, а не количественная оценка этого движения. Принцип относительности обсуждает вид уравнений, описывающих законы, а не значения параметров и коэффициентов в них. Именно численные изменения параметров и могут стать проявлениями релятивистских эффектов. Постулат о постоянстве скорости света не связан с принципом относительности, это независимое утверждение.
При измерении скорости требуется делать отсечки интервалов пространства и времени. В случае двух инерциальных систем (неподвижной и движущейся), в которых ещё могут изменяться масштабы пространства и времени, постулат не может иметь однозначного толкования.
Все инерциальные системы, до того, как наблюдатель присвоит какой-то из них значение скорости, являются тождественными. По этой причине ту часть постулата, которая утверждает, что значение скорости света, полученное в системе источника света, постоянно (или одинаково для всех систем) будем считать истиной. Скорость света равна скорости субстанции, которой сформирован фотон. Это известная скорость С, являющаяся предельной скоростью в природе. Движение фотона самоформирующееся, на его переднем фронте работает собственное движение субстанции, можно сказать, что фотон движется относительно своего отпечатка в предыдущий момент времени.
Теперь обратимся к эффекту Доплера для электромагнитных волн (для света). Если в акустике эффект описывается с привлечением скорости распространения волн в механической среде, то для случая электромагнитных волн привлекают скорость приёмника волн относительно источника волн — среда, где-бы распространялись волны, отсутствует (точнее отсутствует здесь, при рассмотрении наших вопросов). Однако, ни к приёмнику волн, ни к сидящему у приёмника наблюдателю, дополнительная информация о скорости источника не приходит, информация считывается с самих волн в виде их скорости, процессом считывания изменение скорости переводится в изменение частоты. Эффект Доплера отмечает изменение скорости света относительно приёмника при смене направления и скорости относительного движения источника и приёмника. Этот эффект считывания, возникающий за счёт растягивания-сжатия приходящей информации, вычисляется через линейное векторное суммирование скоростей.
В рассуждениях о скорости света осталось белое пятно (или чёрная дыра?) в виде вопросов: из удалённой движущейся системы свет испускается всё с той же стандартной скоростью С?, преобразование частот происходит только в приёмнике?. В разнесённых несвязанных инерциальных системах эксперимент, проясняющий эту ситуацию, не провести. Ответ был получен в «эксперименте» с электромагнитным полем на связанных системах, в нём же было сформулировано преобразование Лоренца.
Предварительно заметим, что, в отличие от широко распространённого утверждения, само электромагнитное поле (ЭМП) взаимодействий не является материальным объектом, оно суть отражение материального объекта, результат наблюдения за материальным объектом. Параметры ЭМП получаются при взаимодействии «стоящего за ним» материального поля со средством измерения
Преобразование Лоренца в применении к ЭМП описывает случай, когда на собственное движение в пространстве-времени поля, связанного с источником, накладывается дополнительное движение в пространстве. Именно за счёт изменения движения поля изменяются его параметры, а при наложении внешнего движения они изменяются так, как если бы поле «уплотнялось». Наряду со скоростью движения систем V и скоростью поля С появляется третья скорость (обозначим С*), вычисляемая как корень квадратный из разности квадратов С и V ( оператор Лоренца можно записать как С*/С; С* = √ С² — V²)
В уравнениях Максвелла, описывающих параметры и движения ЭМП, присутствует (в явном виде в системе единиц СГС) скорость ЭМП равная скорости света С, она определена как электродинамическая постоянная. Эта постоянная связывает изменения параметров поля во времени с изменениями в пространстве, объединяя их в скорость движения поля. Изменения этой константы отвечают за изменения параметров поля. Для поля в движущейся системе электродинамическая постоянная пребразуется через оператор Лоренца из С в С*. Это и есть скорость движения ЭМП, сформированного в движущейся системе, измеренная относительно неподвижной системы. В других системах единиц оператор Лоренца может пристраиваться к электрической и магнитной постоянным, что также даёт в результате изменение скорости движения поля.
Изменение скорости движения ЭМП в движущейся системе по отношению к скорости движения поля в неподвижной системе объясняется тем, что для движущейся материальной системы системообразующее движение субстанции (со скоростью С в неподвижной системе) является относительным, перенесённым со скоростью V. Скорость перенесённого относительного движения равна С*. Это наблюдаемое изменение системообразующего движения субстанции, связанное также с приращением энергии движущейся материальной системы, и даёт в результате изменение скорости излучаемого света.
Опуская всю цепочку построений, ведущую к виду преобразования Лоренца, рассматривая конечный результат, можно утверждать, что преобразование Лоренца выведено для описания релятивистских изменений скорости электромагнитного поля при смене инерциальной системы отсчёта. Это касается и излучений поля. Выражение С* = √С² − V² определяет релятивистское значение скорости света, излучаемого движущимся источником.
Скорость света, формируемого движущимся источником, то-есть скорость света, приходящего к приёмнику из движущейся системы, описывается через преобразование Лоренца, она уменьшается с ростом скорости источника. Имеется красное смещение спектра. Этот эффект складывается с красным смещением Доплера и конкурирует с фиолетовым.
Тезис о постоянстве скорости света следует сузить до утверждения о равенстве скорости света в системах источников света.