Un experimento para poner a prueba la teoría de la relatividad no puede asumir que la teoría es verdadera y, por lo tanto, necesita algún otro conjunto de supuestos que sean más amplios que los de la propia relatividad.
[1] Supuso un sistema de referencia preferente, en el que la velocidad bidireccional de la luz, es decir, la velocidad promedio desde la fuente hasta el observador y viceversa, es isotrópa, mientras que es anisotrópica en sistemas de referencia móviles entre sí, debido a los parámetros empleados.
[3][6] Reza Mansouri y Roman Ulrich Sexl (1977) introdujeron un modelo similar.
[2][8][9] Al contrario que Robertson, Mansouri y Sexl no solo agregaron parámetros adicionales a la transformación de Lorentz, sino que también discutieron diferentes esquemas de sincronización.
La sincronización de Poincaré-Einstein solo se usa en el sistema de referencia preferente, mientras que en los marcos móviles entre sí usaron "sincronización externa", es decir, las señales del reloj del marco preferente se emplean en esos marcos en movimiento.
Al evaluar los parámetros RMS, esta teoría sirve como marco para evaluar posibles violaciones de la invariancia de Lorentz.
A continuación se utiliza la notación de Mansouri-Sexl.
[2] Se eligen los coeficientes a, b, d, e de la siguiente transformación entre sistemas de referencia: donde T, X, Y, Z son las coordenadas cartesianas medidas en el marco preferente postulado (en el que la velocidad de la luz c es isotrópica), y t, x, y, z son las coordenadas medidas en un marco que se mueve en la dirección +X (con el mismo origen y ejes paralelos) a velocidad v relativa al marco preferente.
es el factor por el cual el intervalo entre tics de un reloj aumenta cuando se mueve (dilatación del tiempo) y
El propósito de la teoría de la prueba es permitir que a(v) y b(v) se midan mediante experimentos y comprobar si los valores experimentales obtenidos se acercan a los valores predichos por la relatividad especial.
Así, Mansouri y Sexl hablaron del "notable resultado de que una teoría que mantiene una simultaneidad absoluta es equivalente a la relatividad especial".
También notaron la similitud entre esta teoría de prueba y la conocida como teoría del éter de Lorentz, desarrollada por Hendrik Antoon Lorentz, Joseph Larmor y Henri Poincaré.
Sin embargo, Mansouri, Sexl y la abrumadora mayoría de los físicos prefieren la relatividad especial a tal teoría del éter, porque esta última "destruye la simetría interna de una teoría física".
es la velocidad de la luz medida en el marco en movimiento en un ángulo
Para verificar que la relatividad especial sea correcta, los valores esperados de los parámetros son
Los experimentos fundamentales para probar estos parámetros, que se siguen realizando cada vez con mayor precisión, son:[1][9] La combinación de esos tres experimentos,[1][9] junto con la convención de Poincaré-Einstein para sincronizar los relojes en todos los sistemas inerciales,[4][5] es necesaria para obtener la transformación de Lorentz completa.
Para obtener los valores individuales, es necesario medir una de estas cantidades directamente.
Esto lo lograron Ives y Stilwell, que midieron α.
Destacan que los resultados negativos de estas pruebas también son consistentes con las teorías del éter, según las cuales los cuerpos en movimiento están sujetos a dilatación del tiempo.
Se emplearon dos interferómetros simultáneamente durante un año de observación: uno óptico en Berlín (52°31'N 13°20'E) y otro de microondas situado en Perth (31°53'S 115°53E).
Un sistema de referencia preferente (que conduciría a la violación del principio de Lorentz) nunca podría estar en reposo en relación con ambos.
[16] En los últimos años se han llevado a cabo un gran número de otras pruebas, como las Experimento Hughes-Drever.