¿Cómo concluyó Einstein que la velocidad de la luz es constante?

Oye, una buena pregunta, la mayoría de nosotros entendemos la relatividad, pero no podemos tener la idea de cómo lo hizo Einstein.

Pero antes de nada, primero tendrá que saber que Albert Einstein estaba muy agradecido con Albert Michelson, ya que fue él quien midió la velocidad de la luz con precisión. Cuando Einstein estudió detenidamente los experimentos de Michelson, pudo descubrir que la velocidad de la luz, en cualquier evento del espacio-tiempo, es constante y se observará a la misma velocidad para cualquier observador.

La velocidad de la luz se había medido a menudo y con mucha precisión, volviendo al astrónomo danés Ole Romer, quien había demostrado en 1675 que la luz viaja a una velocidad finita (aunque muy alta). Las observaciones de Romer de las lunas de Júpiter arrojaron una velocidad de luz de aproximadamente 225,000 km / s, aunque experimentos posteriores más precisos han demostrado que es de 299,792,458 metros por segundo (alrededor de 300,000 km / s).

Los famosos experimentos de Michelson-Morley de 1887, en un intento fallido de probar que la luz viaja a través de un medio conocido como éter, demostraron inesperadamente que la luz viaja a la misma velocidad independientemente de si se midió en la dirección del movimiento de la Tierra o en ángulos rectos a ella. Al menos este es el caso cuando la luz viaja a través de un vacío: cuando la luz se mueve de medio a medio (como del aire al vidrio, por ejemplo), su velocidad puede, por supuesto, cambiar dependiendo del índice de refracción del nuevo medio, y esta “flexión” ”De luz es esencialmente cómo funcionan las lentes, como se había entendido durante mucho tiempo.

Por lo tanto, ya sea que una fuente de luz se mueva hacia ti o se aleje de ti, la luz todavía viaja a una velocidad constante de 300,000 km / s, física contraria completamente contraria y sentido común. Era el genio del joven Einstein el explicar POR QUÉ la velocidad de la luz es constante y no depende de la velocidad de su fuente ni de su observador. En 1905, Einstein (y también el matemático francés Henri Poincare, quien llegó a conclusiones similares casi al mismo tiempo, aunque desde un punto de vista más matemático) se dio cuenta de que toda la idea del éter como medio para que la luz viajara era totalmente innecesario, proporcionando, como veremos, que uno estaba dispuesto a abandonar la idea del tiempo absoluto.

Einstein también se dio cuenta de que las ecuaciones de Maxwell conducían a una aparente paradoja o inconsistencia en las leyes de la física, porque sugería que si uno podía alcanzar un rayo de luz, vería una onda electromagnética estacionaria, lo cual es una imposibilidad. Por lo tanto, Einstein planteó la hipótesis de que la velocidad de la luz en realidad desempeña el papel de la velocidad infinita en nuestro universo, y que, de hecho, nada puede viajar más rápido que la luz (y ciertamente que nada en el universo podría viajar a una velocidad infinita). Cabe señalar que Einstein no probó realmente la constancia de la velocidad de la luz en todos los marcos de referencia. Más bien, es un axioma (un supuesto subyacente) del cual derivó el resto de su teoría. El axioma puede verificarse experimentalmente, pero no está probado en ningún sentido teórico.

De hecho, Einstein se dio cuenta de que tanto el espacio “se contrae” como el tiempo “se dilata” (o disminuye la velocidad).

En pocas palabras, la Teoría de la relatividad especial nos dice que un objeto en movimiento mide más corto en su dirección de movimiento a medida que aumenta su velocidad hasta que, a la velocidad de la luz, desaparece. También nos dice que los relojes en movimiento funcionan más lentamente a medida que aumenta su velocidad hasta que, a la velocidad de la luz, dejan de funcionar por completo. De hecho, también nos dice que la masa de un objeto en movimiento mide más a medida que aumenta su velocidad hasta que, a la velocidad de la luz, se vuelve infinita.

Eso es lo que E = mc ^ 2 dice.

Por lo tanto, el intervalo de espacio de una persona no es el mismo que el de otra persona, y el tiempo corre a diferentes velocidades para diferentes observadores que viajan a diferentes velocidades. Hasta cierto punto, cuanto más rápido vayas, más lento serás y más delgado serás. La razón por la que esto no es obvio en situaciones cotidianas es que las diferencias en las velocidades diarias son infinitamente pequeñas, y solo se hacen evidentes a velocidades cercanas a la de la luz misma (velocidades “relativistas”). Cuanto más se acerca la velocidad de un objeto a la velocidad de la luz, más se distorsionan las longitudes y los intervalos de tiempo.

La cantidad de contracción de la longitud y la dilatación del tiempo viene dada por el factor de Lorentz, que lleva el nombre del físico holandés Hendrik Lorentz, quien había estado explorando tales ecuaciones de transformación desde 1895, mucho antes de que Einstein comenzara su trabajo (de hecho, algunos dirían que Lorentz y Henri Poincaré entre ellos anticipó casi todo en la teoría de Einstein. El factor Lorentz,

γ

(gamma) viene dada por la ecuación

γ≡

, de modo que el efecto aumenta exponencialmente a medida que la velocidad v del objeto se acerca a la velocidad de la luz c . Por lo tanto, los cálculos muestran que al 25% de la velocidad de la luz, el efecto es de solo 1.03 (una simple reducción del tiempo del 3% o la contracción de la longitud); Al 50% de la velocidad de la luz, es de solo 1.15; al 99% de la velocidad de la luz, el tiempo se reduce en un factor de aproximadamente 7; y en 99.999, el factor es 224. Por lo tanto, si fuera posible viajar en una nave espacial a, digamos, 99.5% de la velocidad de la luz, un observador hipotético mirando el reloj se movería unas 10 veces más lento de lo normal y El astronauta en el interior se mueve a cámara lenta, como a través de melaza.

A velocidades muy altas, sin embargo, los efectos son notables.

Gracias por leer mi respuesta.

Traté de hacerlo corto (sarcásticamente)

Sugerencias y preguntas son bienvenidas.

A menudo, el Principio de Relatividad de Einstein y el Postulado de la Luz se citan por separado, por lo que se ven así:

1) Principio de la relatividad: todas las leyes de la física son invariantes en todos los marcos de referencia inerciales.
2) Postulado de la luz: la velocidad de la luz es constante en todos los marcos de referencia inerciales.

Y citado de esta manera, parece que el postulado de la luz es un poco ad hoc, y su pregunta es buena: ¿por qué elegir la luz?

Pero de hecho, si miras el 1 con cuidado, puedes derivar 2.

Hágalo de la siguiente manera: 1 puede reformularse de la siguiente manera: todas las leyes de la física son invariables en su forma en todos los marcos de referencia inerciales, incluidas las leyes del electromagnetismo de Maxwell.

Las ecuaciones de Maxwell son únicas en física clásica al tener una velocidad fundamental incorporada en ellas. A modo de comparación, tenga en cuenta que las leyes de Newton hablan de aceleración, no de velocidad.

Más exactamente, Maxwell tiene dos constantes: una permitividad eléctrica [math] \ epsilon_0 [/ math] y la permeabilidad [math] \ mu_0 [/ math]. Luego, cuando usa las ecuaciones para derivar una ecuación de onda para el campo electromagnético, escupe una velocidad de onda de [math] c = \ sqrt {\ frac {1} {\ mu_0 \ epsilon_0}} [/ math].

Pero si las ecuaciones de Maxwell son admitidas como válidas en todos los marcos inerciales, entonces también lo es esta velocidad c . Así se puede derivar el postulado de la luz.

Entonces el resto de la teoría sigue desde aquí. (NB: para los conocedores, también necesita una suposición adicional sobre la isotropía del espacio para derivar las transformaciones estándar de Lorentz. Esto a menudo se ignora, pero dadas las implicaciones posteriores de los recursos genéticos, es útil hacerlo explícito).

Hay dos aspectos a esta pregunta. La velocidad de ida y vuelta de la luz no es constante por ninguna propiedad misteriosa de la luz en sí misma, sino por una serie coordinada de propiedades de todo lo que se podría medir con la velocidad de la luz de ida y vuelta. Estas propiedades incluyen, entre otras, la contracción de la longitud, la dilatación del tiempo y el aumento de masa relativista.

La velocidad de la luz unidireccional se fija principalmente por definición, a través del procedimiento de sincronización de Einstein, que equivale a continuar con la sincronización de los relojes que usaría para medir la velocidad de la luz unidireccional hasta que la velocidad de la luz llegue a ser c. Esta es una definición no estúpida debido a la forma en que la velocidad de la luz de dos vías es c como se indicó anteriormente, y una sensatez positiva porque cualquier procedimiento de sincronización alternativa a mitad de camino termina con el mismo resultado debido a una combinación de todos los Nuevos efectos relativistas como la contracción de la longitud, la dilatación del tiempo y el aumento de la masa relativista.

Piénsalo de esta manera:
La velocidad de la luz no es constante. La constante más bien es la velocidad máxima (es más la energía derivada de E = MC2) que la tela de un medio podría permitir sin romperse.
Y la velocidad máxima con energía mínima es posible por la más ligera de las partículas, que son fotones.
Al no tener una masa absoluta, los fotones derivan su masa relativista viajando a C (que difiere según el medio).

Editar:

Después de seguir pensando, creo que hay más que explicar a tu pregunta.

La constante aquí es la energía y no la velocidad de la luz. ¿Y por qué la energía tiene que ser constante, bien con buena física clásica y poca comprensión de QM? La energía debe conservarse al menos en relación con nuestra observación hasta ahora.

Ahora esto se vuelve un poco metafísico (a muchos les gusta y no les gusta casar la ciencia con la espiritualidad). La energía es solo otra expresión de materia / masa. Y tampoco es la prueba de existencia ¿verdad? Para los fotones, o cualquier partícula con ese tipo de masa, ¿cómo prueban que existen, ya que sin una masa absoluta no distorsionan el espacio-tiempo y no pueden ser observados por el observador, ya que “sin masa no produce energía”? . Pero las cosas cambian cuando comienzan a moverse, comienzan a crear cierto impulso y algunas colisiones. Y dependiendo de su tamaño, necesitarían mucho impulso antes de llegar a la existencia: conviértase en dual desde el tejido del espacio-tiempo para que un observador lo perciba. Cuando en C, los fotones podrían producir energía en cualquier medio, al menos no habría energía y, por lo tanto, no habría percepción de que estuvieran presentes.

Entonces, ¿por qué la velocidad de la luz C? – Porque en

Una forma más esclarecedora de hacer esta pregunta podría ser:

¿Por qué la luz se vuelve indetectable cuando se reduce a menos que la velocidad de la luz?

La forma en que alguien conteste su pregunta depende de lo que hayan aceptado como la naturaleza de la luz en sí misma. Si crees que la luz es una partícula, entonces nada puede impedir que esa partícula vaya un poco más rápida o ligeramente más lenta que esa velocidad de la luz si es golpeada de la manera correcta por otra partícula, particularmente una partícula más grande que ella. Pero, este evento de colisión podría ser extremadamente raro y tener resultados indetectables, en cuyo caso nos deja completamente impotentes para revelar a través del experimento ese detalle particular de la naturaleza de la luz. Siempre es posible que algo sobre el cosmos y los campos de partículas dentro de él pueda ralentizar esa partícula de luz más rápida que la luz poco después de que se acelere más rápido que la luz, pero eso no cambia el hecho de que esa partícula particular de luz acelerado por una corta distancia.

¿No parece obvio que si la luz es de hecho una partícula, su velocidad podría ser detenida completamente por eventos en la escala fotónica? ¿Cómo o por qué los científicos alguna vez proclaman que es necesario que la luz se limite a UNA velocidad exacta en cualquier medio en particular? ¿A quien tiene perfecto sentido? La naturaleza no está restringida por ninguna ecuación matemática, ni las ecuaciones matemáticas pueden ser una forma particularmente precisa de representar la realidad real. Nuestros modelos científicos y nuestras ecuaciones científicas son simplemente la mejor manera que conocemos para medir los atributos físicos de lo que existe, para dar sentido a los eventos registrados y para hacer predicciones de eventos futuros … pero en ningún futuro tendremos ecuaciones perfectamente precisas. Esa es la fantasía del ingenuo científico.

Si crees que las “partículas sin masa” son posibles, estás en el mismo barco que los científicos que afirman que existe una cuarta dimensión espacial e incluso un espacio bidimensional. Ciertamente, podría existir algo que se llamaría “partículas sin peso”, e incluso una partícula que se llamaría “inmune a la gravedad”, pero “partícula sin masa”. Es SciFi. Hay una raíz de todas estas tonterías sobrenaturales que se han abierto camino en la ciencia durante el último siglo, solo hay que retroceder lo suficiente hasta que la ciencia valore la evidencia y la lógica y la minuciosidad sobre la confianza. Encontrar la verdad en la ciencia requiere mucho más que una mejor suposición y un conjunto de ecuaciones más útil que su predecesor. Y encontrar la verdad en la ciencia probablemente siempre requerirá más investigación de la que se puede hacer en una vida con la conciencia que puede obtener un solo científico. Lo que importa es en qué dirección (s) buscamos respuestas en el futuro, y si permitimos que cualquier rama de la búsqueda de la verdad sea cerrada por una lógica débil.

Hacia finales del siglo XIX, se estaban llevando a cabo experimentos para detectar diferencias en la velocidad de la luz desde diferentes marcos de referencia, pero, al parecer, todos parecían devolver mediciones que sugerían que la luz parecía viajar a la misma velocidad a través del espacio. independientemente del marco de referencia en el que se medía.

Para explicar este hallazgo aparentemente paradójico entonces, los científicos consideraron la posibilidad de que los aparatos de los experimentos experimentaran cambios fundamentales en sus dimensiones a medida que se movían a través del espacio, lo que servía para enmascarar estas diferencias en la velocidad de la luz en una “combinación fortuita de efectos compensatorios ” . Se pusieron a trabajar derivando ecuaciones que explicarían estos resultados utilizando la hipótesis de trabajo de que la velocidad de la luz era constante en todos los marcos de referencia, y luego descubrieron lo que hoy se conoce como las transformaciones de Lorentz .

Es importante tener en cuenta en este punto, aunque en realidad nunca se creyó que estas transformaciones representaran las leyes fundamentales subyacentes de la realidad, la constancia de la velocidad de la luz se consideró simplemente como una solución ad hoc y temporal para explicar los resultados que se estaban midiendo, se esperaba que se rompieran bajo diferentes condiciones cuando se realizaran experimentos adicionales en el futuro.

De la misma manera que todos entendemos hoy que la ley de Hooke, la ley que nos dice qué tan lejos se estirará un resorte cuando se someta a una cierta fuerza, solo se mantendrá vigente hasta que el resorte en cuestión se rompa, se rompa o se deforme, las “leyes” También se esperaba que la ‘relatividad’ fuera cierta por poco tiempo antes de que la física “real” apareciera y alterara este equilibrio armonioso una vez más, demostrando así que la velocidad de la luz realmente difería para diferentes observadores en diferentes marcos de referencia.

Ahora, aquí es donde entra en juego Einstein, decidió eliminar todo el ‘ad-hoc-ness’ de las transformaciones derivadas de Hendrik Lorentz y declaró que la velocidad de la luz es constante en todos los marcos de referencia como una ley fundamental e inquebrantable. de la naturaleza. Con este postulado (porque eso es todo lo que realmente es, un postulado ), entonces la idea de que las transformaciones de Lorentz son simplemente una “solución” temporal que no debe tomarse en serio se convirtió en una verdad absoluta y luego la serie de paradojas y contradicciones que naturalmente Surgir de aplicar estas ecuaciones demasiado literalmente a cualquier escenario de la vida real se convirtió en parte integral del mundo de la física moderna.

Nadie declararía que un resorte de mano podría extenderse hasta la luna si se le aplicara suficiente fuerza solo porque las ecuaciones lo sugieren, pero ahora, por alguna razón, la gente realmente cree que gran parte de la locura que ‘se desprende’ Las ecuaciones de la relatividad realmente ocurren en la vida real. Esta es la razón por la que gran parte de la relatividad parece ser tan incomprensible hoy en día, ¡todo depende de este postulado tan molesto! Sin embargo, es de vital importancia recordar que Einstein no demostró ni supuso de ninguna manera este postulado, solo lo postuló , nada más y nada menos …

Entonces, ¿cuándo finalmente resolvimos todo esto y descartamos todo este asunto y luego oigo que preguntan? ¿Cuándo finalmente nos dimos cuenta de que Einstein tenía razón todo el tiempo y que su postulado realmente representaba una verdadera ley fundamental de la naturaleza que sentó las bases de un nuevo y apasionante ámbito de la física? ¿Cuándo descubrimos exactamente toda la gota importante que eventualmente rompió los camellos de Lorentz, la gota que mostró que sus ecuaciones no eran soluciones meramente ad hoc y temporales para ciertos experimentos, sino que de hecho eran fundamentales para toda la realidad?

Bueno, en realidad la respuesta a esto es, nunca …

Todavía no sabemos, el postulado está en juego hoy como lo hizo siempre, puede ser cierto, pero también puede que no . Todavía es muy posible que las transformaciones de Lorentz no sirvan más que como un simple “arreglo” temporal que inevitablemente se descompondrá en algún momento en el futuro. Sin embargo, nunca lo sabremos hasta que seamos capaces de acelerar los objetos a velocidades mucho más altas de lo que somos capaces actualmente. Entonces, depende de cada uno de nosotros decidir por nosotros mismos cuál de los dos es más probable que sea correcto. Sin embargo, le pregunto si las matemáticas son las mismas para cualquiera de las dos interpretaciones, entonces, ¿para qué sirve a esto? ¿Postulado problemático? ¿No es hora de deshacernos de él de una vez por todas?

La forma correcta de pensar sobre esto es: porque tratar la velocidad de la luz en un vacío como constante concuerda mejor con los datos experimentales. Una variedad de experimentos (por ejemplo, Michelson-Morley) predijeron que los resultados asumían que la velocidad de la luz no era constante, y cuando se ejecutó el experimento, los datos no coincidían en absoluto con la predicción.

Esto es lo que llevó a Einstein a probar un enfoque diferente, a fin de tratar la velocidad de la luz como constante. Esto creó una variedad de nuevas predicciones, a través de la relatividad general y especial, que se han confirmado repetidamente por el experimento.

Sin embargo, el por qué es el universo de esa manera, es mucho más difícil de responder y comienza a profundizar en la filosofía más que en una explicación científica. Una pregunta similar podría ser “¿por qué la constante de Planck es un valor particular que describe las únicas unidades posibles de transferencia de energía entre partículas?” Estos valores son simplemente lo que son: es un hecho indiscutible, objetivo. Pero nadie puede realmente estar seguro del por qué, aparte de que el universo parece haberse hecho de esa manera, y lo que predecimos a partir de ese conocimiento está de acuerdo con la evidencia experimental mejor que con las teorías anteriores.

Creo que fue un EXPERIMENTO DE PENSAMIENTO del rayo de luz lo que llevó a EINSTEIN a pensar que la velocidad de la luz es una constante, en sus propias palabras

“… una paradoja sobre la que ya había golpeado a la edad de dieciséis años: si persigo un haz de luz con la velocidad c (velocidad de la luz en el vacío), debería observar un haz de luz como un campo electromagnético en reposo aunque oscila espacialmente. No parece haber tal cosa, sin embargo, ni sobre la base de la experiencia ni según las ecuaciones de Maxwell. Desde el principio me pareció intuitivamente claro que, a juzgar por el punto de vista de tal observador, todo habría tenido ¿sucederá de acuerdo con las mismas leyes que tiene un observador que, en relación con la tierra, descansó? ¿Cómo debería saber el primer observador o ser capaz de determinar que se encuentra en un estado de movimiento uniforme y rápido? paradoja el germen de la teoría de la relatividad especial ya está contenido “.

¡Sí, le pegó eso a los 16 años!

El experimento de Michelson y Morley se llevó a cabo para probar si hay algo llamado ” Éter Luminífero ”

Pero creo que nadie fue capaz de llegar a la conclusión, fue el intelecto de Einstein el que descubrió la verdad a través de su experimento.

A2A ¿Por qué / cómo es constante la velocidad de la luz?

Estás recibiendo muchas respuestas técnicas, donde creo que lo que te estás preguntando es esto:

  • ¿Por qué los fotones solo viajan a una sola velocidad? ¿Cómo puede ser que el observador determine la velocidad de una onda de partículas?

O algo por el estilo…

Buena pregunta.

Para obtener una respuesta, y si tiene un río o arroyo tranquilo de movimiento lento cerca, entonces la próxima vez que esté cerca del borde del río, arroje una piedra al río. Observe las olas que viajan en todas las direcciones desde el punto de entrada de la roca, a medida que ese punto de entrada se desplaza río abajo. ¿Qué observas? Creo que encontrarás que las ondas se mueven en relación con el punto de entrada de la roca y se expanden en todas las direcciones desde ese punto.

Cuando consideramos la luz como una ola, debemos pensar en el arroyo balbuceo en mi analogía, excepto que estamos en una canoa en el río.

La velocidad constante de la luz nunca tuvo que reconciliarse con la relatividad. Más bien, la relatividad misma fue el medio para reconciliar la velocidad constante de la luz (derivada de las ecuaciones de Maxwell y confirmada, por ejemplo, por el experimento de Michelson-Morley) y la física del movimiento (mecánica clásica).

La idea simple es que nuestra noción ingenua de cómo convertir las coordenadas entre observadores que se mueven entre sí es errónea. De manera ingenua, cuando piensa en un observador sentado en una estación y otro sentado en un tren en movimiento rápido, digamos, en la dirección x, la coordenada x es obviamente diferente para los dos observadores, pero y (perpendicular al tren) y z (vertical) son lo mismo, como es el tiempo.

La teoría de la relatividad dice diferente: dice que además de la coordenada x, la coordenada de tiempo también es diferente para el observador en movimiento. Como resultado, cuando los dos observadores miran el mismo rayo de luz, miden la misma velocidad, porque este tipo de conversión de coordenadas tiene una velocidad invariable, que es la velocidad de la luz.

Este efecto (que el observador en movimiento mide el tiempo a una velocidad diferente) es insignificante a velocidades lentas (razón por la cual no se observa en la experiencia diaria), pero se vuelve significativo cuando la velocidad se aproxima a la velocidad de la luz.

En los días de Einstein, la velocidad de la luz en el vacío era una cantidad empírica que se medía como constante dentro del error experimental. También fue una constante de las ecuaciones de Maxwell. Einstein promovió su constancia a un postulado fundamental de su teoría de la relatividad especial, es decir, se considera axiomático en la teoría.

Hoy en día, la velocidad de la luz en un vacío se fija por definición . Es una constante numérica que relaciona nuestras medidas de espacio y tiempo entre sí. Cualquier desviación medida de ese valor implicaría que los instrumentos de medición no están calibrados correctamente o que existe algún otro error experimental.

Hola no lo hice Ya se sabía que la velocidad de la luz era invariante del experimento de Michaelson Morley. https://en.wikipedia.org/wiki/Mi
Como la velocidad es la distancia recorrida dividida por el tiempo tomado y la velocidad de la luz es la misma en todos los marcos de referencia, un experimento mental sobre lo que un observador vería en otro marco de referencia lleva a las ecuaciones de relativamente especiales

Primero, obtendrá respuestas de que se necesitan sincronizaciones de los relojes; luego, para ignorar eso y simplemente suponer que mágicamente c es siempre de c, independientemente de su velocidad o reloj. Nadie te dirá la verdad, así que yo sí. Porque muestra una nueva bola de cera que no está incluida directamente en tu pregunta.

La luz es constante independientemente de la velocidad porque a medida que uno agrega energía a partir de la aceleración, los relojes se vuelven más lentos y los gobernantes se encogen. Todos los tiempos y distancias nuevos se leen para la luz en cada cuadro que no se desplaza en movimiento relativo hacia ti mismo en proporción a la energía obtenida de la aceleración.

Veamos si podemos poner eso en perspectiva. Mira la segunda manecilla de un reloj. Un punto cerca del Hub, que llamaremos el cuadro estacionario, mide una distancia diferente y un período de tiempo transcurrido que un punto cerca de la punta: el cuadro de aceleración. No miden las mismas distancias y tiempos, sino arcos proporcionales de tiempo y distancia basados ​​en su velocidad. Podríamos llamarlos lo mismo, pero en realidad entendemos que son arcos proporcionales de tiempo y distancia, no la misma distancia y el período de tiempo transcurrido.

Siempre leerás la misma velocidad para c sin importar tu velocidad porque tus relojes y reglas cambian proporcionalmente a la energía agregada durante la aceleración. A medida que aceleras, tus reglas se vuelven más cortas y tus relojes suenan más lentos. Ya no mide la misma distancia para el camino de la luz como lo hizo antes. Pero como no tenemos forma de deducir el cambio en nuestros gobernantes o relojes, todavía llamamos metros a los gobernantes más cortos y a los tics más largos de segundos, incluso si no son los mismos que eran. Comprenda que son mediciones proporcionales en cada fotograma (de la energía agregada durante la aceleración, o la energía sustraída durante la desaceleración) y la confusión de por qué c es siempre c, independientemente de la velocidad, ya no aparecerá como magia o solo necesitará tomarla. fe que es

Esta es la razón por la que nunca puedes alcanzar la velocidad de c con tus propios relojes y reglas. Tus relojes cambian proporcionalmente a la energía añadida. Siempre que mida distancias más grandes entre puntos con tramos de tiempo más largos, siempre obtendrá la misma respuesta independientemente de su velocidad, ya que el cambio está directamente relacionado con la energía que obtuvo de la aceleración o desaceleración.

Lógica elemental 101: que carece de la física teórica moderna en la que el espacio-tiempo se reduce o se expande para una persona, pero para la persona a la que pasa, sigue siendo exactamente la misma. Al ignorar toda la evidencia experimental que nos dice que es la estructura atómica en sí misma la que cambia debido a la energía de la aceleración. Por lo tanto, los gemelos envejecen menos. No a partir del espaciado mágico del espacio o las reversiones de cuadros, sino por el simple hecho de que la aceleración hace que se gane energía. Deshazte de Fairie Dust de tu cerebro o siempre será un límite de velocidad mágico para ti. o simplemente tendrá que aceptar respuestas que digan que es así: solo diferentes …

El no lo hizo Simplemente lo asumió en su conmovedor documento de 1905. Vladimir Ignatowski lo demostró 5 años después, asumiendo solo lo que equivale a “Si te veo moviéndote a una velocidad constante v en relación a mí, entonces me ves moviéndome a -v en relación a ti”. Esos son los trazos generales; Los detalles siguen y siguen por un tiempo.

Ignatowski demostró que en el espacio isotrópico plano, homogéneo, etc., etc., existe un límite de velocidad universal entre las cosas en un movimiento relativo uniforme, y que todo lo que se observe que se está moviendo a esa velocidad se está moviendo a esa velocidad con respecto a todos.

Experimento de Michelson-Morley

El experimento de Michelson-Morley

Comparó la velocidad de la luz en direcciones perpendiculares, en un intento de detectar el movimiento relativo de la materia a través del éter luminífero estacionario (“viento de éter”). El resultado fue negativo, ya que se encontró que la diferencia esperada entre la velocidad de la luz en la dirección del movimiento a través del presunto éter y la velocidad en ángulos rectos no existía;

RESULTADO: LA VELOCIDAD DE LA LUZ ES IGUAL EN CADA MARCO DE REFERENCIA.

Esto es lo que llevó a Einstein a pensar que la velocidad de la luz es constante.

No hay pruebas en la ciencia, pero todas las mediciones siguieron dando el mismo número, independientemente de hacia dónde se dirigía la Tierra. Einstein intentó tomarlo como un axioma que siempre lo harían, para cualquier observador que se mueve uniformemente, y derivó muchas consecuencias inesperadas que pasaron la prueba experimental. Ningún experimento lo contradice.

La velocidad de la luz no es constante. Tal vez se refiera a la velocidad de la luz en el vacío, que es una constante universal, pero en general la velocidad de la luz en un medio varía mucho. Si la luz atraviesa un material transparente, la velocidad disminuye proporcionalmente al índice de reflexión del material (solo para el vidrio, este número es de alrededor de 1,5, lo que significa que la velocidad de la luz es de casi 200000 km / s).

Según la relatividad especial de Einstein, la energía de un objeto con masa en reposo m y velocidad v viene dada por γmc ^ 2, donde γ es el factor de Lorentz definido anteriormente. Cuando v es cero, γ es igual a uno, dando lugar a la famosa fórmula E = mc ^ 2 para la equivalencia masa-energía. El factor γ se aproxima al infinito a medida que v se aproxima a c , y se necesitaría una cantidad infinita de energía para acelerar un objeto con masa a la velocidad de la luz.

Por lo tanto, después de aplicar solo una cantidad infinita de energía, se puede acelerar una masa a la velocidad de la luz, lo que implica que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, ya que necesitará más que una energía infinita.

Además, la importancia no tiene que ver con la velocidad de la luz sino con la velocidad ‘c = 299 792 458 m / s’ y la luz solo viaja con esta velocidad.

Del artículo “Fenómenos fotoeléctricos” Volumen 2: Los años suizos: Escritos, 1900-1909 (suplemento de traducción al inglés), según la teoría de Maxwell, la energía es una función espacial continua para los fenómenos puramente EM. La energía de un cuerpo acumulable no puede romperse en partes arbitrariamente pequeñas, pero un rayo de luz puede propagarse continuamente sobre un volumen en constante aumento. Lo que significa que la luz no tiene masa y, según la teoría de EM, se mueve a una velocidad constante (sin referencia de cuadro), pero en esos momentos se interpretó como referido al éter, pero no es un experimento de Fizeau totalmente claro : Wikipedia .

Así que Einstein postula la alternativa más simple (respaldada por experimentos ópticos), la luz rebota en un espejo a la misma velocidad independiente de la velocidad relativa del espejo, muchas personas piensan (error de transformación de Galileo) de un “problema” con un espejo en movimiento, pero uno en movimiento se utilizó para la mejor medida de la velocidad de la luz en el aparato Fizeau-Foucault de 1862 – Wikipedia.

Obs .: Otras personas objetan que el segundo marco inercial podría ir a la velocidad de la luz, pero luego perdió la sincronización del reloj con un marco a cualquier otra velocidad baja. No hay transformación temporal, no hay un significado físico de las leyes entre marcos, incluso sin recurrir a problemas de energía de masa, o en la necesidad de considerar todo en ese marco como masa, menos partículas, de acuerdo con la EM.

El experimento de Michelson Morley que se llevó a cabo por primera vez en 1881, dos años después del nacimiento de Einstein, provoca el postulado de una velocidad de luz constante. El experimento fue diseñado para probar la existencia de un éter de luz, una sustancia que transporta la onda de luz.

El sorprendente resultado del experimento fue que la luz se mueve exactamente a la misma velocidad en la dirección de la rotación de la Tierra, como lo hace perpendicular a la rotación de la Tierra. Si existiera un éter ligero, la teoría de la onda clásica hubiera esperado que se observara una diferencia de velocidad. La forma en que uno puede visualizar el resultado es una onda de agua observada desde un barco que viaja en la dirección de la onda. La ola se mueve más lentamente para un observador en el barco que desde la costa o desde un barco que se mueve perpendicular a la dirección de las olas. Otra forma de visualizarlo es lanzar una pelota en un tren en movimiento.

Solo había dos explicaciones posibles para Michelson Morley

  1. El éter de luz se mueve exactamente con el movimiento de la tierra que llevaría de vuelta a la visión geocéntrica del mundo de la Edad Media.
  2. No hay éter ligero, es decir, no hay medio para las ondas de luz.

El resultado y su explicación desconcertaron a una generación de físicos.

Einstein simplemente hizo un experimento mental para llegar a la relatividad especial: ¿qué sucede si tomamos el resultado de Michelson Morley a su valor nominal y formulamos una estructura matemática para el espacio-tiempo que explica el resultado de la manera más simple posible? Eliminó todas las otras “cosas” como creencias, postulados, etc. de la teoría y se centró en la explicación de una velocidad de la luz que es independiente de la velocidad del observador. Luego usó esa teoría para explicar otros resultados para demostrar su validez.

El mayor talento de Einstein y su mayor logro fue centrarse en lo que se ha probado experimentalmente y luego buscar la explicación más sencilla posible.

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