Ensayo sobre la relatividad
Páginas: 10 (2290 palabras)
Publicado: 18 de noviembre de 2009
Postulados de la Teoría de Relatividad
Fundamentación
Supongamos tener una fuente luminosa en reposo respecto de un observador O1 en un sistema inercial, y otros dos observadores en movimiento relativo constante respecto del primero, tal que el O2 se acerca y el O3 se aleja, como muestra la figura.
Los tres observadores miden la velocidad de la luz proveniente de S.
Asumiendo que están enel vacío el observador O1 mide c (300.000 Km/seg).
De acuerdo a la Teoría de Relatividad de Galileo, aplicando el teorema de adición de velocidades, el observador O2 debería medir c+V, y el O3 mediría c-V.
Una serie de experimentos ópticos muy precisos, realizados con un interferómetro por los investigadores norteamericanos Michelson y Morley, dieron reiteradamente como resultado que los tresobservadores miden la misma velocidad C.
Ante este hecho se plantean dos soluciones posibles:
1 – La medición está mal realizada.
2 – Las transformaciones de Galileo son incorrectas.
Resulta obvio que los científicos especialistas de la época se inclinaron masivamente por la opción 1, pues la otra implica la invalidez del soporte de la mecánica de Newton.
Unode los intentos más elaborado que tuvo aceptación parcial fue hecho por H. Lorentz (1853-1928), que propuso que dado que cualquier equipamiento que se use para medir velocidad debe inexorablemente medir espacio y tiempo, el movimiento relativo entre observadores, respecto del "éter" en un sistema de referencia "absoluto", provocaba modificaciones físicas en sus respectivos equipos, tales que losespacios recorridos y los tiempos empleados se determinaban con error. Completó sus argumentos fundamentándolos con su Teoría del electrón (publicada un tiempo después) y haciendo el cálculo de las modificaciones espaciales y temporales que debía sufrir el dispositivo, encontrando las relaciones de espacio y tiempo en función de la velocidad del observador respecto de la fuente. Estas leyes seconocieron como “Transformaciones de Lorentz”.
No todos los científicos compartían esta postura. Existe una anécdota atribuida al gran físico matemático francés Henri Poincaré (1854-1912), que habría dicho: “Es más probable que sea un error de cuenta cada vez que la hicieron, que sea cierta la propuesta de Lorentz de errores inteligentes”.
En el año 1900 Poincaré hace conocer su análisis sobrela proposición de Lorentz, indicando que "si la Teoría de Lorentz es correcta habría que abandonar probablemente algunos principios de la mecánica newtoniana". Agrega: "la teoría del electrón no sólo viola el principio de acción y reacción sino la conservación del momento" (Berkson, 1981). Esto último es la principal e insalvable inconsistencia pues la conservación del momento era (y sigue siendo)un principio universal. Sobre este tema volveremos más adelante.
Albert Einstein, que aparentemente desconocía las Transformaciones de Lorentz, eligió la opción 2.
En su trabajo científico "Sobre la Electrodinámica de Cuerpos en Movimiento", luego rebautizado como Teoría de Relatividad (por sugerencia de Max Planck), dedujo las transformaciones espacio temporales que vinculaban a dossistemas inerciales, que paradójicamente resultaron ser las Transformaciones de Lorentz, aunque con una interpretación absolutamente diferente.
Postulados de la Teoría de Relatividad Especial
En su trabajo original Einstein hace inicialmente un análisis sobre simultaneidad de eventos y lo vincula con la medición de distancias y tiempos, detallando un método adecuado para sincronizar relojes endistintos puntos de un sistema inercial, válido bajo condiciones de isotropía y homogeneidad del espacio y uniformidad del tiempo.
Por razones didácticas un análisis sobre espacio y tiempo lo trataremos por separado en este mismo capítulo.
Aceptemos, por el momento, que en un sistema inercial la métrica está establecida y el tiempo está sincronizado. Un objeto en reposo mide lo mismo en cualquier...
Fundamentación
Supongamos tener una fuente luminosa en reposo respecto de un observador O1 en un sistema inercial, y otros dos observadores en movimiento relativo constante respecto del primero, tal que el O2 se acerca y el O3 se aleja, como muestra la figura.
Los tres observadores miden la velocidad de la luz proveniente de S.
Asumiendo que están enel vacío el observador O1 mide c (300.000 Km/seg).
De acuerdo a la Teoría de Relatividad de Galileo, aplicando el teorema de adición de velocidades, el observador O2 debería medir c+V, y el O3 mediría c-V.
Una serie de experimentos ópticos muy precisos, realizados con un interferómetro por los investigadores norteamericanos Michelson y Morley, dieron reiteradamente como resultado que los tresobservadores miden la misma velocidad C.
Ante este hecho se plantean dos soluciones posibles:
1 – La medición está mal realizada.
2 – Las transformaciones de Galileo son incorrectas.
Resulta obvio que los científicos especialistas de la época se inclinaron masivamente por la opción 1, pues la otra implica la invalidez del soporte de la mecánica de Newton.
Unode los intentos más elaborado que tuvo aceptación parcial fue hecho por H. Lorentz (1853-1928), que propuso que dado que cualquier equipamiento que se use para medir velocidad debe inexorablemente medir espacio y tiempo, el movimiento relativo entre observadores, respecto del "éter" en un sistema de referencia "absoluto", provocaba modificaciones físicas en sus respectivos equipos, tales que losespacios recorridos y los tiempos empleados se determinaban con error. Completó sus argumentos fundamentándolos con su Teoría del electrón (publicada un tiempo después) y haciendo el cálculo de las modificaciones espaciales y temporales que debía sufrir el dispositivo, encontrando las relaciones de espacio y tiempo en función de la velocidad del observador respecto de la fuente. Estas leyes seconocieron como “Transformaciones de Lorentz”.
No todos los científicos compartían esta postura. Existe una anécdota atribuida al gran físico matemático francés Henri Poincaré (1854-1912), que habría dicho: “Es más probable que sea un error de cuenta cada vez que la hicieron, que sea cierta la propuesta de Lorentz de errores inteligentes”.
En el año 1900 Poincaré hace conocer su análisis sobrela proposición de Lorentz, indicando que "si la Teoría de Lorentz es correcta habría que abandonar probablemente algunos principios de la mecánica newtoniana". Agrega: "la teoría del electrón no sólo viola el principio de acción y reacción sino la conservación del momento" (Berkson, 1981). Esto último es la principal e insalvable inconsistencia pues la conservación del momento era (y sigue siendo)un principio universal. Sobre este tema volveremos más adelante.
Albert Einstein, que aparentemente desconocía las Transformaciones de Lorentz, eligió la opción 2.
En su trabajo científico "Sobre la Electrodinámica de Cuerpos en Movimiento", luego rebautizado como Teoría de Relatividad (por sugerencia de Max Planck), dedujo las transformaciones espacio temporales que vinculaban a dossistemas inerciales, que paradójicamente resultaron ser las Transformaciones de Lorentz, aunque con una interpretación absolutamente diferente.
Postulados de la Teoría de Relatividad Especial
En su trabajo original Einstein hace inicialmente un análisis sobre simultaneidad de eventos y lo vincula con la medición de distancias y tiempos, detallando un método adecuado para sincronizar relojes endistintos puntos de un sistema inercial, válido bajo condiciones de isotropía y homogeneidad del espacio y uniformidad del tiempo.
Por razones didácticas un análisis sobre espacio y tiempo lo trataremos por separado en este mismo capítulo.
Aceptemos, por el momento, que en un sistema inercial la métrica está establecida y el tiempo está sincronizado. Un objeto en reposo mide lo mismo en cualquier...
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