प्रकाश की एक तरफ़ा गति

'प्रकाश की गति' शब्द का प्रयोग करते समय कभी-कभी इसकी गति के बीच में अंतर करना आवश्यक होता है। इस कारण प्रकाश की गति किसी स्रोत से एक सूचक तक स्वतंत्र रूप से मापा नहीं जा सकता है जिससे कि कैसे स्रोत और सूचक पर घड़ियों को सिंक्रनाइज़ किया जाता हैं। चूंकि प्रयोगात्मक रूप से इसे मापा जा सकता है कि प्रकाश स्रोतों से एक दर्पण (या प्रतिबिंब (भौतिकी) की अन्य विधि) से राउंड-ट्रिप गति (या प्रकाश की दो-तरफ़ा गति) और फिर से सूचक पर वापस आ जाती है। अल्बर्ट आइंस्टीन ने एक तुल्यकालन सम्मेलन (आइंस्टीन तुल्यकालन देखें) को चुना जिसने एक तरफ से गति को तथा दूसरी तरफ से गति के बराबर बना दिया जाता हैं। किसी भी दिए गए जड़त्वीय फ्रेम में एकतरफा गति की स्थिरता उसकी विशेष सापेक्षता का आधार है, चूंकि इस सिद्धांत के सभी प्रायोगिक रूप से सत्यापित भविष्यवाणियां उस सम्मेलन पर निर्भर नहीं करती हैं।

तुल्यकालन से स्वतंत्र प्रकाश की एक तरफ़ा गति की सीधे जांच करने का प्रयास करने वाले प्रयोग प्रस्तावित किए गए हैं, अपितु ऐसा करने में कोई भी सफल नहीं हुआ है।

वे प्रयोग सीधे तौर पर स्थापित करते हैं कि धीमी घड़ी-परिवहन के साथ तुल्यकालन आइंस्टीन तुल्यकालन के बराबर है, जो विशेष सापेक्षता की एक महत्वपूर्ण विशेषता है। चूंकि, ये प्रयोग सीधे तौर पर प्रकाश की एक तरफ़ा गति की आइसोट्रॉपी स्थापित नहीं कर सकते क्योंकि यह दिखाया गया है कि धीमी घड़ी-परिवहन, न्यूटन के गति के नियम और जिस तरह से जड़त्वीय फ्रेम को परिभाषित किया गया है, उसमें पहले से ही आइसोट्रोपिक की धारणा सम्मिलित है। -तरफ़ा गति और इस प्रकार, समान रूप से पारंपरिक हैं। सामान्यतः यह दिखाया गया था कि ये प्रयोग अनिसोट्रोपिक वन-वे लाइट स्पीड के अनुरूप हैं, जब तक कि टू-वे लाइट स्पीड आइसोट्रोपिक है। इस लेख में 'प्रकाश की गति' निर्वात में सभी विद्युत चुम्बकीय विकिरण की गति को दर्शाता है।

दो तरफा गति
प्रकाश की दो तरफा गति एक बिंदु से प्रकाश की औसत गति है, जैसे स्रोत, किसी दर्पण तक और फिर से वापस। क्योंकि प्रकाश एक ही स्थान पर प्रारंभ और समाप्त होता है, कुल समय को मापने के लिए केवल एक घड़ी की आवश्यकता होती है, इस प्रकार इस गति को किसी भी घड़ी तुल्यकालन योजना से स्वतंत्र रूप से प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जा सकता है। कोई भी माप जिसमें प्रकाश एक बंद पथ का अनुसरण करता है, उसे दो तरफा गति माप माना जाता है।

माइकलसन-मॉर्ले प्रयोग और केनेडी-थॉर्नडाइक प्रयोग जैसे विशेष सापेक्षता के कई परीक्षणों ने कड़ी सीमाओं के भीतर दिखाया है कि एक जड़त्वीय फ्रेम में प्रकाश की दो-तरफ़ा गति आइसोट्रोपिक है और माना जाने वाले बंद पथ से स्वतंत्र है। इस प्रकार माइकलसन-मॉर्ले के आइसोट्रॉपी प्रयोग सीधे प्रकाश की गति को मापने के लिए बाहरी घड़ी का उपयोग नहीं करते हैं, बल्कि दो आंतरिक आवृत्तियों या घड़ियों की तुलना करते हैं। इसलिए, इस तरह के प्रयोगों को कभी-कभी क्लॉक अनिसोट्रॉपी प्रयोग कहा जाता है, क्योंकि माइकलसन इंटरफेरोमीटर की प्रत्येक भुजा को समय के फैलाव के रूप में देखा जा सकता है, इस प्रकार किसी वेग का सरल अनुमान एक विशिष्ट दर वाले समय के फैलाव का अनुमान लगाया जा सकता है, जिसकी सापेक्ष अभिविन्यास निर्भरता का परीक्षण किया जा सकता है।

1983 से मीटर को निर्वात में प्रकाश द्वारा तय की गई दूरी की दूसरी $1⁄299,792,458$ रूप में परिभाषित किया गया है । इसका मतलब यह है कि प्रकाश की गति को अब प्रयोगात्मक रूप से एसआई इकाइयों में नहीं मापा जा सकता है, अपितु एक मीटर की लंबाई की लंबाई के किसी अन्य मानक के विरूद्ध प्रयोगात्मक रूप से तुलना की जा सकती है।

एक तरफ़ा गति
यद्यपि दो-तरफ़ा पथ पर औसत गति को मापा जा सकता है, एक दिशा या दूसरी दिशा में एक-तरफ़ा गति अपरिभाषित है (और केवल अज्ञात नहीं है), जब तक कि दो अलग-अलग स्थानों में एक ही समय को परिभाषित नहीं किया जा सकता हैं। प्रकाश को एक स्थान से दूसरे स्थान तक जाने में लगने वाले समय को मापने के लिए एक ही समय पैमाने पर मापे गए प्रारंभ और समाप्ति समय को जानना आवश्यक है। इसके लिए या तो दो सिंक्रनाइज़ घड़ियों की आवश्यकता होती है, एक शुरुआत में और एक खत्म होने पर, या प्रारंभ से अंत तक तुरंत संकेत भेजने के कुछ साधन हैं। इस प्रकार सूचना प्रसारित करने का कोई तात्कालिक साधन ज्ञात नहीं है। इस प्रकार औसत एकतरफा गति का मापा मूल्य प्रारंभ और समापन घड़ियों को सिंक्रनाइज़ करने के लिए उपयोग की जाने वाली विधि पर निर्भर है। यह सम्मलेन की स्थिति है। लोरेंत्ज़ परिवर्तन को इस तरह परिभाषित किया गया है कि प्रकाश की एक तरफ़ा गति को चुने गए जड़त्वीय फ्रेम से स्वतंत्र होने के लिए मापा जाएगा। मंसूरी और सेक्सल जैसे कुछ लेखक (1977) साथ ही क्लिफर्ड विल (1992) ने तर्क दिया कि यह समस्या प्रकाश की एक तरफ़ा गति के आइसोट्रॉपी के माप को प्रभावित नहीं करती है, उदाहरण के लिए, पसंदीदा (एथर) फ्रेम Σ के सापेक्ष दिशा-निर्भर परिवर्तनों के कारण होती हैं। उन्होंने विशेष सापेक्षता के परीक्षण सिद्धांतों की एक विशिष्ट व्याख्या पर अपना विश्लेषण आधारित किया रॉबर्टसन-मंसूरी-सेक्सल प्रारूप में प्रयोगों के संबंध में जिसमें प्रकाश एक यूनिडायरेक्शनल पथ और धीमी घड़ी-परिवहन या धीमी घड़ी-परिवहन प्रयोगों का अनुसरण करता है। इस प्रकार विल इस बात से सहमत होंगे कि तुल्यकालन योजना के बिना टाइम-ऑफ़-फ़्लाइट विधि का उपयोग करके दो घड़ियों के बीच एक तरफ़ा गति को मापना असंभव है, चूंकि उन्होंने तर्क दिया: ... उन्हीं दो घड़ियों के बीच गति के आइसोट्रॉपी का परीक्षण प्रचार पथ का अभिविन्यास Σ के सापेक्ष भिन्न होता है, इस पर निर्भर नहीं होना चाहिए कि वे कैसे सिंक्रनाइज़ किए गए थे ...। उन्होंने कहा कि ईथर सिद्धांतों को केवल तदर्थ परिकल्पना को प्रारंभ करके सापेक्षता के अनुरूप बनाया जा सकता है। अधिक हाल के पत्रों (2005, 2006) में उन प्रयोगों को संदर्भित किया जाएगा जो एक तरफ़ा प्रसार का उपयोग करके प्रकाश की गति के आइसोट्रॉपी को मापते हैं।

चूंकि, झांग (1995, 1997) जैसे अन्य और एंडरसन एट अल (1998) ने इस व्याख्या को गलत दिखाया था। उदाहरण के लिए, एंडरसन एट अल ने इंगित किया कि समकालिकता की पारंपरिकता को पहले से ही पसंदीदा फ्रेम में माना जाना चाहिए, इसलिए इस फ्रेम में प्रकाश की एकतरफा गति और अन्य वेगों की आइसोट्रॉपी से संबंधित सभी धारणाएं भी पारंपरिक हैं। इसलिए, आरएमएस लॉरेंत्ज़ इनवेरिएंस और प्रकाश की दो-तरफ़ा गति के परीक्षणों का विश्लेषण करने के लिए एक उपयोगी परीक्षण सिद्धांत बना हुआ है, चूंकि प्रकाश की एक-तरफ़ा गति का नहीं हैं। उन्होंने निष्कर्ष निकाला था: इसके एक ही प्रयोग के समय, कम से कम सैद्धांतिक रूप से एक तरफ़ा संख्यात्मक मान प्राप्त किए बिना प्रकाश की गति के आइसोट्रॉपी का परीक्षण करने की उम्मीद नहीं की जा सकती है, जो तब समकालिकता की पारंपरिकता का खंडन करता हैं। अनिसोट्रोपिक वन-वे स्पीड के साथ लोरेंत्ज़ ट्रांसफ़ॉर्मेशन के सामान्यीकरण का उपयोग करना हैं। इस प्रकार अनिसोट्रोपिक वन-वे स्पीड के साथ लोरेंत्ज़ ट्रांसफ़ॉर्मेशन के सामान्यीकरण, झांग और एंडरसन ने बताया कि लोरेंत्ज़ ट्रांसफ़ॉर्मेशन और आइसोट्रोपिक वन-वे स्पीड ऑफ़ लाइट के साथ संगत सभी घटनाओं और प्रायोगिक परिणामों को होना चाहिए अनिसोट्रोपिक वन-वे गति की अनुमति देते हुए, दो-तरफ़ा प्रकाश गति स्थिरता और आइसोट्रॉपी को संरक्षित करने वाले परिवर्तनों के साथ भी संगत हो।

तुल्यकालन सम्मेलन
जिस तरह से दूर की घड़ियों को सिंक्रनाइज़ किया जाता है, वह गति या त्वरण माप जैसे दूरी पर समय से संबंधित सभी मापों पर प्रभाव डाल सकता है। आइसोट्रॉपी प्रयोगों में, समकालिकता सम्मेलनों को अधिकांशतः स्पष्ट रूप से नहीं कहा जाता है, अपितु जिस तरह से निर्देशांक परिभाषित किए जाते हैं या नियोजित भौतिकी के नियमों में अंतर्निहित रूप से सम्मिलित होते हैं।

आइंस्टीन सम्मेलन
यह विधि दूर की घड़ियों को इस प्रकार सिंक्रनाइज़ करती है कि प्रकाश की एक तरफ़ा गति प्रकाश की दो तरफ़ा गति के बराबर हो जाती है। यदि समय पर ए से सिग्नल भेजा जाता है $$t_1$$ B पर समय $$t_2$$ पर आ रहा है और समय $$t_3$$ पर ए पर वापस आ रहा है, तो निम्नलिखित सम्मेलन लागू होता है:
 * $$t_{2}=t_{1}+\tfrac{1}{2}\left(t_{3}-t_{1}\right)$$.

इस पद्धति का विवरण और इसकी स्थिरता सुनिश्चित करने वाली शर्तों पर आइंस्टीन तुल्यकालन में चर्चा की गई है।

धीमी घड़ी का परिवहन
यह सरलता से प्रदर्शित किया जाता है कि यदि दो घड़ियों को एक साथ लाया जाता है और सिंक्रनाइज़ किया जाता है, तो एक घड़ी को तेजी से दूर और फिर से वापस ले जाया जाता है, दो घड़ियां अब सिंक्रनाइज़ नहीं होंगी। यह प्रभाव समय के फैलाव के कारण होता है। यह विभिन्न परीक्षणों में मापा गया था और यह जुड़वां विरोधाभास से संबंधित है। चूंकि, यदि एक घड़ी को फ्रेम S में धीरे-धीरे दूर ले जाया जाता है और वापस लौटाया जाता है, तो दो घड़ियाँ फिर से एक साथ वापस आने पर लगभग सिंक्रनाइज़ हो जाती हैं। घड़ियों को पर्याप्त रूप से धीरे-धीरे घुमाकर मनमाना सटीकता के साथ सिंक्रनाइज़ किया जा सकता है। यदि यह लिया जाता है कि, यदि धीरे-धीरे चलाया जाता है, तो घड़ियाँ हर समय सिंक्रनाइज़ रहती हैं, अलग होने पर भी, इस विधि का उपयोग दो स्थानिक रूप से अलग-अलग घड़ियों को सिंक्रनाइज़ करने के लिए किया जा सकता है। परिवहन की गति शून्य होने की सीमा में, यह विधि प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक रूप से आइंस्टीन सम्मेलन के बराबर है। चूंकि उन घड़ियों पर समय के फैलाव के प्रभाव को अब उपेक्षित नहीं किया जा सकता है जब एक अन्य अपेक्षाकृत गतिशील फ्रेम एस' में विश्लेषण किया जाता है। यह बताता है कि घड़ियां एस में सिंक्रनाइज़ क्यों रहती हैं, जबकि वे अब एस के दृष्टिकोण से सिंक्रनाइज़ नहीं होती हैं, आइंस्टीन सिंक्रनाइज़ेशन के साथ समझौते में एक साथ की सापेक्षता स्थापित करती है। इसलिए, इन घड़ी तुल्यकालन योजनाओं के बीच समानता का परीक्षण विशेष सापेक्षता के लिए महत्वपूर्ण है, और कुछ प्रयोगों जिसमें प्रकाश एक दिशात्मक पथ का अनुसरण करता है, ने उच्च परिशुद्धता के लिए इस समानता को सिद्ध किया है।

दुर्भाग्य से, यदि प्रकाश की एक तरफ़ा गति अनिसोट्रोपिक है, तो सही समय फैलाव कारक बन जाता है, इस प्रकार $$\mathcal{T}= \frac{1}{\gamma(1 - \kappa v/c)}$$, -1 और +1 के बीच अनिसोट्रॉपी पैरामीटर κ के साथ। यह एक नया रेखीय शब्द पेश करता है, $$\lim_{\beta \to 0} \mathcal{T} = 1 + \kappa \beta + O(\beta^2)$$ (यहाँ $$\beta=v/c$$), जिसका अर्थ है कि छोटे वेगों पर समय फैलाव को अब अनदेखा नहीं किया जा सकता है, और धीमी घड़ी-परिवहन इस अनिसोट्रॉपी का पता लगाने में विफल रहेगा। इस प्रकार यह आइंस्टीन तुल्यकालन के बराबर है।

गैर-मानक तुल्यकालन
जैसा कि हंस रीचेनबैक और एडॉल्फ ग्रुनबाम द्वारा प्रदर्शित किया गया है, आइंस्टीन सिंक्रोनाइज़ेशन एक व्यापक सिंक्रोनाइज़ेशन स्कीम का केवल एक विशेष स्थिति है, जो प्रकाश की दो-तरफ़ा गति को छोड़ देता है, अपितु अलग-अलग एक-तरफ़ा गति की अनुमति देता है। आइंस्टीन तुल्यकालन के सूत्र को ½ को ε से परिवर्तित करके संशोधित किया गया है: :$$t_2=t_1+\varepsilon\left(t_3-t_1\right).$$ ε में 0 और 1 के बीच मान हो सकते हैं। यह दिखाया गया था कि इस योजना का उपयोग लोरेंत्ज़ परिवर्तन के अवलोकन के समतुल्य सुधारों के लिए किया जा सकता है, इसके लिए अनिसोट्रोपिक वन-वे गति के साथ लोरेंत्ज़ परिवर्तनों का सामान्यीकरण करके अनिसोट्रोपिक वन-वे गति के साथ लोरेंत्ज़ परिवर्तनों का सामान्यीकरण को देखे।

जैसा कि आइंस्टीन तुल्यकालन और धीमी घड़ी-परिवहन तुल्यकालन के बीच प्रायोगिक रूप से सिद्ध तुल्यता के लिए आवश्यक है, जिसके लिए गतिमान घड़ियों के समय के फैलाव के ज्ञान की आवश्यकता होती है, उसी गैर-मानक तुल्यकालन को समय के फैलाव को भी प्रभावित करना चाहिए। यह वास्तव में बताया गया था कि गतिमान घड़ियों का समय फैलाव इसके सूत्र में प्रयुक्त एक तरफ़ा वेगों के सम्मेलन पर निर्भर करता है। अर्थात्, दो स्थिर घड़ियों A और B को सिंक्रनाइज़ करके समय के प्रसार को मापा जा सकता है, और फिर एक चलती हुई घड़ी C की रीडिंग की तुलना उनके साथ की जाती है। ए और बी के लिए सिंक्रनाइज़ेशन के सम्मेलन को बदलने से समय फैलाव (जैसे प्रकाश की एक तरफा गति) दिशात्मक निर्भर के लिए मूल्य बन जाता है। डॉपलर प्रभाव पर समय के फैलाव के प्रभाव पर भी यही पारंपरिकता लागू होती है। केवल जब समय फैलाव को बंद रास्तों पर मापा जाता है, तो यह पारंपरिक नहीं होता है और इसे स्पष्ट रूप से प्रकाश की दो-तरफ़ा गति के समान मापा जा सकता है। हाफेल-कीटिंग प्रयोग में और बैली एट अल जैसे गतिमान कणों के समय फैलाव पर प्रयोगों में बंद रास्तों पर समय फैलाव को मापा गया था। (1977)। इस प्रकार तथाकथित जुड़वां विरोधाभास प्रकाश की दो-तरफ़ा गति की स्थिरता को बनाए रखते हुए सभी परिवर्तनों में होता है।

जड़त्वीय फ्रेम और गतिकी
प्रकाश की एक तरफ़ा गति की पारंपरिकता के विरूद्ध यह तर्क दिया गया था कि यह अवधारणा गतिकी (यांत्रिकी), न्यूटन के गति के नियमों और संदर्भ के जड़त्वीय फ्रेम से निकटता से संबंधित है। सैल्मन ने संवेग संरक्षण का उपयोग करते हुए इस तर्क की कुछ विविधताओं का वर्णन किया था, जिससे यह अनुसरण करता है कि एक ही स्थान पर दो समान पिंड जो विपरीत दिशाओं में समान रूप से त्वरित होते हैं, उन्हें समान एक तरफ़ा वेग से चलना चाहिए। इसी तरह, ओहानियन ने तर्क दिया कि जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम परिभाषित किए गए हैं जिससे कि न्यूटन के गति के नियम पहले सन्निकटन में बने रहें। इसलिए, चूंकि गति के नियम समान त्वरण के साथ गतिमान पिंडों की आइसोट्रोपिक वन-वे गति की भविष्यवाणी करते हैं, और आइंस्टीन तुल्यकालन और धीमी घड़ी-परिवहन तुल्यकालन के बीच समानता का प्रदर्शन करने वाले प्रयोगों के कारण, यह आवश्यक प्रतीत होता है और सीधे मापा जाता है कि एक- जड़त्वीय फ्रेम में प्रकाश की गति समदैशिक होती है। अन्यथा जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम और गति के नियमों दोनों की अवधारणा को अनिसोट्रोपिक निर्देशांक वाले अधिक जटिल लोगों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए।

चूंकि, यह दूसरों द्वारा दिखाया गया था कि यह मुख्य रूप से प्रकाश की एकतरफा गति की पारंपरिकता के विपरीत नहीं है। सैल्मन ने तर्क दिया कि संवेग संरक्षण अपने मानक रूप में प्रारंभ से ही गतिमान पिंडों की आइसोट्रोपिक वन-वे गति को मानता है। तो इसमें व्यावहारिक रूप से वही परंपरा सम्मिलित है जो प्रकाश की आइसोट्रोपिक वन-वे गति के मामले में है, इस प्रकार प्रकाश की गति पारंपरिकता के विरूद्ध तर्क के रूप में इसका उपयोग परिपत्र होगा। और ओहानियन के जवाब में, मैकडोनाल्ड और मार्टिनेज दोनों ने तर्क दिया कि भले ही भौतिकी के नियम गैर-मानक समकालिकता के साथ अधिक जटिल हो जाते हैं, फिर भी वे घटना का वर्णन करने का एक सुसंगत तरीका हैं। उन्होंने यह भी तर्क दिया कि न्यूटन के गति के नियमों के संदर्भ में जड़त्वीय फ्रेम को परिभाषित करना आवश्यक नहीं है, क्योंकि अन्य तरीके भी संभव हैं। इसके अतिरिक्त, अय्यर और प्रभु ने मानक समकालिकता के साथ समदैशिक जड़त्वीय फ़्रेमों और गैर-मानक समकालिकता वाले अनिसोट्रोपिक जड़त्वीय फ़्रेमों के बीच अंतर किया जाता हैं।

द ग्रीव्स, रोड्रिग्ज, और रुइज़-कैमाचो प्रयोग
अमेरिकन जर्नल ऑफ फिजिक्स के अक्टूबर 2009 के अंक में, ग्रीव्स, रोड्रिग्ज और रुइज़-कैमाचो ने प्रकाश की एकतरफा गति को मापने की एक नई विधि प्रस्तावित की गई थी। अमेरिकन जर्नल ऑफ फिजिक्स के जून 2013 के अंक में हैंकिन्स, रैकसन और किम ने ग्रीव्स एट अल को दोहराया। अधिक सटीकता के साथ प्रकाश की एक तरफ़ा गति प्राप्त करने को इंगित रखने वाला प्रयोग हैं। इस प्रयोग ने माना कि मापने वाले उपकरण के सिग्नल रिटर्न पथ में निरंतर देरी होती है, प्रकाश उड़ान पथ के अंत बिंदु से स्वतंत्र, एक ही दिशा में उड़ान के समय की माप की अनुमति देता है।

जे फिंकेलस्टीन ने दिखाया कि ग्रीव्स एट अल के प्रयोग वास्तव में प्रकाश की राउंड-ट्रिप (दो-तरफ़ा) गति को मापता है।

प्रयोग जिसमें प्रकाश एक दिशात्मक पथ का अनुसरण करता है
प्रकाश की एकतरफा गति, या दिशा के साथ इसकी भिन्नता को मापने के लिए किए गए कई प्रयोग किए गए हैं (और कभी-कभी अभी भी किए जाते हैं) जिसमें प्रकाश एक दिशाहीन पथ का अनुसरण करता है। इसमें प्रमाणित किया गया है कि उन प्रयोगों ने किसी भी घड़ी तुल्यकालन सम्मेलन से स्वतंत्र रूप से प्रकाश की एक तरफ़ा गति को मापा है, अपितु वे सभी वास्तव में दो तरफा गति को मापने के लिए दिखाए गए हैं, क्योंकि वे अलग-अलग तुल्यकालन सहित सामान्यीकृत लोरेंत्ज़ परिवर्तनों के अनुरूप हैं आइसोट्रोपिक टू-वे लाइट स्पीड के आधार पर एकतरफा गति

ये प्रयोग धीमे परिवहन द्वारा क्लॉक सिंक्रोनाइज़ेशन और आइंस्टीन सिंक्रोनाइज़ेशन के बीच समझौते की भी पुष्टि करते हैं। चूंकि कुछ लेखकों ने तर्क दिया कि यह प्रकाश की एकतरफा गति की आइसोट्रॉपी को प्रदर्शित करने के लिए पर्याप्त है, यह दिखाया गया है कि इस प्रकार के प्रयोग, किसी भी सार्थक तरीके से, प्रकाश की एक तरफ़ा गति के (ए) आइसोट्रॉपी को माप नहीं सकते हैं, जब तक कि जड़त्वीय फ्रेम और निर्देशांक प्रारंभ से ही परिभाषित न हों, जिससे कि अंतरिक्ष और समय के साथ-साथ धीमी घड़ी का समन्वय हो- परिवहन को आइसोट्रोपिक रूप से वर्णित किया गया है (अनुभाग देखें जड़त्वीय फ्रेम और गतिकी और एकतरफ़ा गति या एकतरफ़ा गति) हैं। उन विभिन्न व्याख्याओं के अतिरिक्त, उन तुल्यकालन योजनाओं के बीच मनाया गया समझौता विशेष सापेक्षता की एक महत्वपूर्ण भविष्यवाणी है, क्योंकि इसके लिए आवश्यक है कि परिवहन की गई घड़ियां समय के फैलाव से गुजरती हैं (जो स्वयं तुल्यकालन पर निर्भर है) जब किसी अन्य फ्रेम से देखा जाता है (अनुभाग धीमी घड़ी-परिवहन देखें) |धीमी घड़ी-परिवहन और अमानक तुल्यकालन या अमानक तुल्यकालन हैं)।

जेपीएल प्रयोग
नासा जेट प्रणोदन प्रयोगशाला द्वारा 1990 में किए गए इस प्रयोग ने दो हाइड्रोजन मेसर घड़ियों के बीच फाइबर ऑप्टिक लिंक के माध्यम से प्रकाश संकेतों की उड़ान के समय को मापा। 1992 में क्लिफर्ड विल द्वारा प्रायोगिक परिणामों का विश्लेषण किया गया जिन्होंने निष्कर्ष निकाला कि प्रयोग ने वास्तव में प्रकाश की एकतरफा गति को मापा था।

1997 में प्रयोग का झांग द्वारा पुन: विश्लेषण किया गया जिसने दिखाया कि वास्तव में, केवल दो-तरफ़ा गति को मापा गया था।

रोमर का माप
प्रकाश की गति का पहला प्रायोगिक निर्धारण ओले क्रिस्टेंसेन रोमर द्वारा किया गया था। ऐसा लग सकता है कि यह प्रयोग प्रकाश द्वारा पृथ्वी की कक्षा के एक हिस्से को पार करने के समय को मापता है और इस प्रकार इसकी एक तरफ़ा गति को निर्धारित करता है, चूंकि, इस प्रयोग का झांग द्वारा सावधानीपूर्वक पुन: विश्लेषण किया गया, जिसने दिखाया कि माप स्वतंत्र रूप से गति को मापता नहीं है एक घड़ी तुल्यकालन योजना की अपितु वास्तव में प्रकाश पारगमन समय को मापने के लिए धीरे-धीरे ले जाने वाली घड़ी के रूप में बृहस्पति प्रणाली का उपयोग किया था।

ऑस्ट्रेलियाई भौतिक विज्ञानी कार्लोव ने यह भी दिखाया कि रोमर ने वास्तव में प्रकाश की गति को आगे और पीछे प्रकाश की गति की समानता की धारणा बनाकर प्रकाश की गति को मापा गया था।

प्रकाश की एकांगी गति पर किये जा सकने वाले प्रयोग
यद्यपि ऐसे प्रयोग नहीं किए जा सकते जिनमें प्रकाश की एक तरफ़ा गति को किसी भी घड़ी तुल्यकालन योजना से स्वतंत्र रूप से मापा जाता है, ऐसे प्रयोग किए जा सकते हैं जो प्रकाश की एक तरफ़ा गति में परिवर्तन को मापते हैं, उदाहरण के लिए, गति के कारण स्रोत का इस प्रकार के प्रयोग डी सिटर डबल स्टार प्रयोग (1913) हैं, जिन्हें 1977 में के. ब्रेचर द्वारा एक्स-रे स्पेक्ट्रम में निर्णायक रूप से दोहराया गया था; या अल्वागर, एट अल द्वारा स्थलीय प्रयोग हैं। (1963) इस प्रकार यह दिखाते हैं कि, जब एक जड़त्वीय फ्रेम में मापा जाता है, तो प्रकाश की एक तरफ़ा गति प्रायोगिक सटीकता की सीमा के भीतर स्रोत की गति से स्वतंत्र होती है। ऐसे प्रयोगों में घड़ियों को किसी भी सुविधाजनक विधि से सिंक्रनाइज़ किया जा सकता है, क्योंकि यह केवल गति में बदलाव है जिसे मापा जा रहा है।

दूरस्थ खगोलीय घटनाओं से विकिरण के आगमन की टिप्पणियों से पता चला है कि प्रकाश की एक तरफ़ा गति आवृत्ति के साथ भिन्न नहीं होती है, अर्थात प्रकाश का कोई निर्वात फैलाव (प्रकाशिकी) नहीं होता है। इसी प्रकार बाएं और दाएं हाथ के फोटॉनों के बीच एकतरफा प्रसार में अंतर, जिससे वैक्यूम बायरफ्रिग्रेंस होता है, को दूर के तारे के प्रकाश के एक साथ आगमन के अवलोकन से बाहर रखा गया था। दोनों प्रभावों पर वर्तमान सीमाओं के लिए, अधिकांशतः मानक-मॉडल एक्सटेंशन के साथ विश्लेषण किया जाता है।

मानक-मॉडल एक्सटेंशन का उपयोग करके दो-तरफ़ा और एक-तरफ़ा गति पर प्रयोग
जबकि उपरोक्त प्रयोगों का विश्लेषण विशेष सापेक्षता के परीक्षण सिद्धांतों के रूप में अनिसोट्रोपिक वन-वे गति के साथ लोरेंत्ज़ परिवर्तनों के सामान्यीकरण का उपयोग करके किया गया था। रॉबर्टसन-मंसूरी-सेक्सल परीक्षण सिद्धांत, कई आधुनिक परीक्षण मानक-मॉडल एक्सटेंशन (एसएमई) पर आधारित हैं। इस परीक्षण सिद्धांत में केवल विशेष सापेक्षता के ही नहीं, बल्कि मानक मॉडल और सामान्य सापेक्षता के भी सभी संभावित उल्लंघन सम्मिलित हैं। इस प्रकार प्रकाश की गति के आइसोट्रॉपी के संबंध में, दो-तरफ़ा और एक-तरफ़ा सीमाओं को गुणांक (3 × 3 आव्यूह) का उपयोग करके वर्णित किया गया है: *$$\tilde{\kappa}_{e-}$$ प्रकाश की दो-तरफ़ा गति में अनिसोट्रोपिक परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करना हैं, उदाहरण के लिए, सममित और असममित ऑप्टिकल अनुनादकों का उपयोग करके उन सभी गुणांकों का परीक्षण करने के लिए 2002 के बाद से प्रयोगों की एक श्रृंखला (और अभी भी) की गई है। 2013 के अनुसार कोई लोरेंत्ज़ उल्लंघन नहीं देखा गया है, जो लोरेन्ट्ज़ उल्लंघनों के लिए वर्तमान ऊपरी सीमा $$\tilde{\kappa}_{e-} = (-0.31 \pm 0.73) \times 10^{-17}$$, $$\tilde{\kappa}_{o+} = (0.7 \pm 1) \times 10^{-14}$$, और $$\tilde{\kappa}_{tr} = (-0.4 \pm 0.9) \times 10^{-10}$$ प्रदान करता है: इस प्रकार विवरण और स्रोतों के लिए देखें.
 * $$\tilde{\kappa}_{o+}$$ एक धुरी के साथ प्रतिप्रसार बीम की एक तरफ़ा गति में अनिसोट्रोपिक अंतर का प्रतिनिधित्व करना, *$$\tilde{\kappa}_{tr}$$ प्रकाश के एक तरफ़ा चरण वेग में आइसोट्रोपिक (अभिविन्यास स्वतंत्र) परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता हैं।

चूंकि, उन मात्राओं के आंशिक रूप से पारंपरिक चरित्र को एलन कोस्टेलेकी एट अल द्वारा प्रदर्शित किया गया था, यह इंगित करते हुए कि प्रकाश की गति में इस तरह की भिन्नता को उपयुक्त समन्वय परिवर्तनों और क्षेत्र की पुनर्परिभाषाओं द्वारा हटाया जा सकता है। चूंकि यह लोरेंत्ज़ उल्लंघन को अपने आप दूर नहीं करता है, क्योंकि इस तरह की पुनर्परिभाषा केवल लोरेंत्ज़ उल्लंघन को फोटॉन क्षेत्र से एसएमई के मामले क्षेत्र में स्थानांतरित करती है, इस प्रकार वे प्रयोग लोरेंत्ज़ के अपरिवर्तनीय उल्लंघन के वैध परीक्षण बने रहते हैं। एसएमई के एक तरफ़ा गुणांक हैं जिन्हें अन्य क्षेत्रों में पुनर्परिभाषित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि समान दूरी के स्थान से विभिन्न प्रकाश किरणें सीधे एक दूसरे के साथ तुलना की जाती हैं; पिछला खंड देखें।

लोरेंट्ज़ ईथर सिद्धांत
1904 और 1905 में, हेंड्रिक लोरेंत्ज़ और हेनरी पॉइनकेयर ने एक सिद्धांत प्रस्तावित किया, जिसने इस परिणाम को भौतिक वस्तुओं की लंबाई और घड़ियों की गति पर एथर के माध्यम से गति के प्रभाव के कारण समझाया। ईथर के माध्यम से गति के कारण वस्तुएँ गति की दिशा में सिकुड़ जाएँगी और घड़ियाँ धीमी हो जाएँगी। इस प्रकार, इस सिद्धांत में, धीरे-धीरे ले जाने वाली घड़ियां, सामान्य तौर पर, सिंक्रनाइज़ नहीं रहती हैं, चूंकि इस प्रभाव को नहीं देखा जा सकता है। इस सिद्धांत का वर्णन करने वाले समीकरणों को लोरेंत्ज़ परिवर्तनों के रूप में जाना जाता है। 1905 में ये परिवर्तन आइंस्टीन के सापेक्षता के विशेष सिद्धांत के मूल समीकरण बन गए, जिसने ईथर के संदर्भ के बिना समान परिणाम प्रस्तावित किए गए थे।

सिद्धांत रूप में, प्रकाश की एक तरफा गति मुख्य रूप से केवल एथर फ्रेम में दो तरफा गति के बराबर होती है, चूंकि एथर के माध्यम से पर्यवेक्षक की गति के कारण अन्य फ्रेम में नहीं। चूंकि, घड़ियों और लंबाई पर एथर की क्रिया के कारण प्रकाश की एक-तरफ़ा और दो-तरफ़ा गति के बीच के अंतर को कभी नहीं देखा जा सकता है। इसलिए, इस मॉडल में पोंकारे-आइंस्टीन सम्मेलन भी कार्यरत है, जो संदर्भ के सभी फ्रेमों में प्रकाश आइसोट्रोपिक की एक तरफा गति बनाता है।

भले ही यह सिद्धांत विशेष सापेक्षता से अवलोकन संबंधी तुल्यता है, लोरेंत्ज़ के सिद्धांत का अब दार्शनिक वरीयता के कारणों और सामान्य सापेक्षता के विकास के कारण उपयोग नहीं किया जाता है।

अनिसोट्रोपिक वन-वे स्पीड के साथ लोरेंत्ज़ परिवर्तनों का सामान्यीकरण
रीचेनबैक और ग्रुनबाम द्वारा प्रस्तावित एक सिंक्रोनाइज़ेशन योजना, जिसे उन्होंने ε-सिंक्रनाइज़ेशन कहा, एडवर्ड्स (1963) जैसे लेखकों द्वारा आगे विकसित किया गया था, विनी (1970), एंडरसन और स्टैडमैन (1977), जिन्होंने अपनी भौतिक भविष्यवाणियों को बदले बिना लोरेंत्ज़ परिवर्तन में सुधार किया हैं।  इस प्रकार उदाहरण के लिए, एडवर्ड्स ने आइंस्टीन के अभिधारणा को परिवर्तित कर दिया था कि जड़त्वीय फ्रेम में अभिगृहीत होने पर प्रकाश की एकतरफा गति स्थिर होती है:

"निर्वात में प्रकाश की दो-तरफ़ा गति, जैसा कि दो (जड़त्वीय) समन्वय प्रणालियों में मापा जाता है जो निरंतर सापेक्ष वेग के साथ चलती हैं, एक-तरफ़ा गति के संबंध में किसी भी धारणा के बावजूद समान होती है।"

तो राउंड ट्रिप के लिए औसत गति प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित दो-तरफ़ा गति बनी हुई है, जबकि प्रकाश की एक-तरफ़ा गति को विपरीत दिशाओं में रूप लेने की अनुमति है:
 * $$c_{\pm}=\frac{c}{1\pm\kappa}.$$

κ का मान 0 और 1 के बीच हो सकता है। जब κ 1 तक पहुंचता है, तो प्रकाश तुरंत एक दिशा में फैल सकता है, बशर्ते कि विपरीत दिशा में यात्रा करने में पूरे राउंड-ट्रिप का समय लगे। एडवर्ड्स और विनी के बाद, एंडरसन एट अल प्रपत्र के मनमाना बढ़ावा देने के लिए सामान्यीकृत लोरेंत्ज़ परिवर्तनों को तैयार किया: :$$\begin{align} d\tilde{t}'= & \tilde{\gamma}\left[1+\kappa\cdot\tilde{\mathbf{v}}/c-\kappa'\cdot\tilde{\mathbf{v}}'/c\right]d\tilde{t}-\left(\kappa'+\tilde{\gamma}\tilde{\mathbf{v}}'\right)\cdot d\tilde{\mathbf{x}}/c\\ & -\left[\tilde{\gamma}\left(1+\kappa\cdot\tilde{\mathbf{v}}/c\right)-1\right]\frac{\kappa'\cdot\tilde{\mathbf{v}}}{\tilde{\mathbf{v}}^{2}c}\tilde{\mathbf{v}}\cdot d\tilde{\mathbf{x}}+\tilde{\gamma}\kappa\cdot\tilde{\mathbf{v}}\left(\kappa\cdot d\tilde{\mathbf{x}}\right)/c,\\ d\tilde{\mathbf{x}}'= & -\tilde{\gamma}\tilde{\mathbf{v}}d\tilde{t}+d\tilde{\mathbf{x}}+\left[\tilde{\gamma}\left(1+\kappa\cdot\tilde{\mathbf{v}}/c\right)-1\right]\frac{\tilde{\mathbf{v}}\cdot d\mathbf{x}}{\tilde{\mathbf{v}}^{2}}\tilde{\mathbf{v}}-\tilde{\gamma}\tilde{\mathbf{v}}\left(\kappa\cdot d\tilde{\mathbf{x}}\right)/c,\\ \tilde{\gamma}= & \gamma\left(1-\kappa\cdot \mathbf{v}/c\right),\\ \tilde{\mathbf{v}}= & \frac{\mathbf{v}}{1-\kappa\cdot \mathbf{v}/c}, \end{align}$$ (κ और κ' क्रमशः फ्रेम S और S' में सिंक्रोनस वैक्टर हैं)। यह परिवर्तन इंगित करता है कि प्रकाश की एक तरफ़ा गति सभी फ़्रेमों में पारंपरिक है, जिससे दो तरफ़ा गति अपरिवर्तित रहती है। κ=0 का अर्थ आइंस्टीन तुल्यकालन है जिसके परिणामस्वरूप मानक लोरेंत्ज़ परिवर्तन होता है। जैसा कि एडवर्ड्स, विनी और मंसूरी-सेक्सल द्वारा दिखाया गया है, समकालिक मापदंडों के उपयुक्त पुनर्व्यवस्था से भी कुछ प्रकार की पूर्ण समकालिकता प्राप्त की जा सकती है, जिससे कि लोरेंत्ज़ ईथर सिद्धांत की मौलिक धारणा का अनुकरण किया जा सके। अर्थात्, एक फ्रेम में प्रकाश की एकतरफा गति को आइसोट्रोपिक चुना जाता है, जबकि अन्य सभी फ्रेम बाहरी तुल्यकालन द्वारा इस पसंदीदा फ्रेम के मूल्यों को ग्रहण करते हैं। इस प्रकार परिवर्तन से प्राप्त सभी भविष्यवाणियां प्रायोगिक रूप से मानक लोरेंत्ज़ परिवर्तन से अप्रभेद्य हैं; अंतर केवल इतना है कि परिभाषित घड़ी का समय आइंस्टीन से एक विशिष्ट दिशा में दूरी के अनुसार भिन्न होता है।

परीक्षण सिद्धांत
सापेक्षता की भविष्यवाणियों से प्रायोगिक परिणामों के भिन्न होने की डिग्री के आकलन की अनुमति देने के लिए कई सिद्धांत विकसित किए गए हैं। ऐसा ही एक परीक्षण सिद्धांत स्टैंडर्ड-मॉडल एक्सटेंशन (SME) है। यह विशेष सापेक्षता, सामान्य सापेक्षता और मानक मॉडल में लोरेंत्ज़ समरूपता के उल्लंघन का संकेत देने वाले गुणांकों की एक विस्तृत विविधता को नियोजित करता है। उनमें से कुछ पैरामीटर प्रकाश की दो-तरफ़ा और एक-तरफ़ा गति के अनिसोट्रॉपी का संकेत देते हैं। चूंकि, यह बताया गया कि प्रकाश की गति में इस तरह के परिवर्तन को निर्देशांक और नियोजित क्षेत्रों की उपयुक्त पुनर्परिभाषाओं द्वारा हटाया जा सकता है। चूंकि यह लोरेंत्ज़ उल्लंघनों को दूर नहीं करता है, यह केवल फोटॉन क्षेत्र से एसएमई की स्थित के इस क्षेत्र में उनकी उपस्थिति को बदलता है। (इसके लिए देखें).

अग्रिम पठन

 * Mathpages: Conventional Wisdom, Round Trips and One-Way Speeds, Teaching Special Relativity
 * Mathpages: Conventional Wisdom, Round Trips and One-Way Speeds, Teaching Special Relativity