FISICA ELECTIVO

Detectando el viento de éter: el experimento de Michelson-Morley
Detectar el viento de éter fue el siguiente reto que Michelson se puso a sí mismo después de su triunfo en medir la velocidad de la luz con tanta precisión. Naturalmente, algo que permite a los cuerpos sólidos atravesarlo libremente es un poco difícil de atrapar. Pero Michelson se dio cuenta de que, así como la velocidad del sonidoes relativa al aire, la velocidad de la luz debe ser relativa al éter. Esto debe significar que si pudieras medir la velocidad de la luz con suficiente precisión, podrías medir la velocidad de la luz que viaja a favor del viento y compararla con la velocidad de la luz que viaja contra el viento, y la diferencia de las dos mediciones debería ser el doble de la velocidad delviento. Desafortunadamente, esto no era tan sencillo. Todas las mediciones precisas recientes habían usado luz viajando a un espejo distante de ida y de regreso, así que si hubiera un viento de éter a lo largo de la dirección de los espejos, tendría efectos opuestos en las dos partes de la medición, dejando un efecto global muy pequeño. No hay forma técnicamente factible de hacer una determinación unidireccional de lavelocidad de la luz.
En este punto, Michelson tuvo una idea muy astuta para detectar el viento de éter. Como él se lo explicó a sus hijos (según su hija), estaba basada en el siguiente acertijo:
Supongan que tenemos un río de ancho w (digamos, 100 metros), y dos nadadores que nadan a la misma velocidad v en metros por segundo (digamos 5 metros por segundo). El río está fluyendo a una velocidadconstante, digamos a 3 metros por segundo. Los nadadores compiten en la siguiente forma: los dos parten del mismo punto en una ribera. Uno nada directamente atravesando el río hasta el punto más cercano en la ribera opuesta, después se da la vuelta y nada de regreso. El otro permanece en un solo lado del río, nadando río arriba una distancia (medida a lo largo de la ribera) exactamente igual al anchodel río, después nada de regreso a su punto de partida. ¿Quién gana?
Consideremos primero el nadador que va río arriba y río abajo. Viajando 100 metros río arriba, la velocidad relativa a la rivera es de sólo 2 metros por segundo, así que le toma 50 segundos. De regreso, la velocidad es de 8 metros por segundo, así que le toma 12.5 segundos, para un tiempo total de 62.5 segundos.

EINSTEIN

Lateoría de la relatividad de Einstein propuso una solución sencilla a las dificultades que presentaban algunos fenómenos físicos que no se habían podido medir tales como la velocidad del éter con respecto a la tierra y la ley galileana de suma de velocidades en el caso de la luz y al mismo tiempo altero por completo nuestra noción de espacio y tiempo. Einstein fundamentó su teoría en dos postulados:1.- El principio de la relatividad.- Todas las leyes de la física son las mismas en todos los marcos de referencia inerciales.
2.- La constancia de la velocidad de la luz.- La velocidad de la luz en el vacío tiene el mismo valor c= 3 x 108 m/s, en todos los marcos inerciales, independientemente de la velocidad del observador o de la velocidad de la fuente que emite la luz.
La invariabilidad de lasleyes de la física se fundamenta en el primer postulado de Einstein. En el sostiene que todas las leyes de la física, aquellas de la mecánica, la electricidad y el magnetismo, la óptica, la termodinámica, etc., son las mismas en todos los marcos de referencia que se mueven con velocidad constante relativa entre sí, es decir, presentan una invariabilidad pero tomando el marco de referenciaadecuado. Este postulado es una extensa generalización del principio de la relatividad newtoniana que solo se refiere a las leyes de la mecánica. Desde un punto de vista experimental, el principio de la relatividad de Einstein a que cualquier tipo de experimento, efectuado en un laboratorio en reposo, debe dar el mismo resultado que uno que se mueve a velocidad constante respecto del primero. Por lo...