Temas de la cuarta unidad fiscica

4.1
Postulados de la Relatividad Especial
Vea también Teoría de la Relatividad Especial.
Los postulados de la relatividad especial son un conjunto de condiciones que debe cumplir una teoría físicamente razonable para ser compatible con la electrodinámica clásica. Los postulados propuestos inicialmente por Einstein fueron reelaborados de manera más rigurosa hasta constituir una axiomatizaciónrigurosa de la teoría de la relatividad.
Postulados de la relatividad especial
Einstein postuló que una teoría de cuerpos en movimiento que fuera compatible con la ecuaciones del electromagnetismo clásico debía satisfacer dos condiciones:
1. Primer postulado (principio de relatividad)
La observación de un fenómeno físico por más de un observador inercial debe resultar en un acuerdo entre losobservadores sobre la naturaleza de la realidad (es decir, la teoría debe presentar covariancia de Lorentz).
O, la naturaleza del universo no debe cambiar para un observador si su estado inercial cambia.
O, toda teoría física debe ser matemáticamente similar para cada observador inercial, presentando a lo sumo variaciones dentro del rango de las condiciones iniciales de la misma.
O, las leyes del universoson las mismas sin que importe el marco de referencia inercial.
2. Segundo postulado (invariabilidad de c)
La Luz siempre se propaga en el vacío con una velocidad constante c que es independiente del estado de movimiento del cuerpo emisor y del estado de movimiento del observador.
Estas dos condiciones por sí mismas, no determinan completamente la teoría especial de la relatividad y es necesarioañadir supuestos adicionales para constituir una axiomatización razonable de la teoría de la relatividad. Además el primer postulado, históricamente ha ocasionado cierta confusión, y llevó erróneamente a pensar que el formalismo de la teoría sólo era aplicable a sistemas de referencia inerciales (ver #Críticas).
Derivaciones alternativas de la Relatividad Especial
Los dos postulados base para larelatividad especial que se esbozaron en el apartado anterior son, históricamente, los utilizados por Einstein, y hoy en día siguen siendo los más utilizados. Sin embargo, desde la publicación del trabajo original de Einstein se han descubierto un conjunto pequeño de postulados suficientes para derivar la teoría. En particular, varios autores han mostrado que es posible derivar la estructura de lateoría de la relatividad especial a partir del principio de relatividad por si solo junto con algunas suposiciones sobre la simetría y homogeneidad del espacio-tiempo.1 2 Tales derivaciones dan paso a una teoría libre de una velocidad constante universal, y en su lugar existe una velocidad constante , que debe determinarse experimentalmente. Por ejemplo, un infinito correspondería a la relatividadGalileana. Sin embargo, una vez que el experimento asigna , la teoría corresponde exactamente a la teoría de la relatividad especial. Consecuentemente, los resultados de tal aproximación de un solo postulado satisfacen la relatividad especial mientras resaltan la importancia del principio de relatividad. Ellos cambian el rol de la velocidad constante universal, pasando de causa a unaconsecuencia.
En el mismo sentido el físico ruso Anatoli Logunov demostró en 1984 que la teoría de la relatividad derivada por Einstein es un poco menos general que la derivada del único postulado de que la estructura del espacio-tiempo es la de una geometría pseudoeuclídea como la del espacio de Minkowski. En esa derivación más general la teoría puede tratar sin problemas sistemas acelerados en que lamétrica toma una forma diferente de la canónica. Además se demuestra que la velocidad física del la luz es constante e igual a c para todos los observadores, aunque la velocidad coordenada de la luz (la que usó Einstein) en sistemas no inerciales puede diferir según la dirección en sistemas acelerados (no así la velocidad física de la luz).3
Formulación matemática de los postulados
En la rigurosa...