domingo, 28 de diciembre de 2008

Tº de la relatividad especial


H
oy, en Gaussianos, se ha colgado como inocentada un artículo que decía -En 1974 unos científicos encontraron una inconguencia en la teoría especial de la relatividad: habían encontrado una situación en la cual el principio de relatividad no se cumplía-.

La teoría especial de la relatividad es considerada, por el momento, completamente firme. Además se sabe que si ésta contuviera algún error, entonces, la teoría general lo reflejaría.

La teoría especial, tal y como la presentó Einstein, se sustenta sobre dos principios básicos, a saber:
a) Principio de relatividad: las leyes de la física son las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales, es decir, no hay sistemas inerciales privilegiados en la medida que entre ellos no se puede diferenciar un estado de movimiento uniforme y un estado de reposo.
b) La velocidad de la luz en el vacío es una constante universal.

El primer principio, postulado por Poincaré en 1898, no es más que una especie de recordatorio sobre el principio de relatividad de Galileo y que el propio florentino explicó de esta guisa: "Encerraos con un amigo en la cabina principal bajo la cubierta de un barco grande, y llevad con vosotros moscas, mariposas, y otros pequeños animales voladores ... colgad una botella que se vacíe gota a gota en un amplio recipiente colocado por debajo de la misma ... haced que el barco vaya con la velocidad que queráis, siempre que el movimiento sea uniforme y no haya fluctuaciones en un sentido u otro. ... Las gotas caerán ... en el recipiente inferior sin desviarse a la popa, aunque el barco haya avanzado mientras las gotas están en el aire... las mariposas y las moscas seguirán su vuelo por igual hacia cada lado, y no sucederá que se concentren en la popa, como si cansaran de seguir el curso del barco..."

La diferencia, la gran diferencia, radica en que Poincaré pone en duda la objetivación que impuso Newton al principio de Galileo con el fin de intentar destacar que todo movimiento relativo debe relatarse a cierto espacio absoluto que lo defina de forma objetiva e impersonal. De esta forma el inglés creía solventar el dilema de que para cada observador inercial un cierto movimiento sea distinto ¡Newton precisaba un punto de apoyo absolutamente fijo sobre el cual describir los movimientos de forma esencial!

Bien, pues, Poincaré fue el primero que destacó la falsedad de esa invención newtoniana -¡No hay puntos de apoyo absolutos en la naturaleza!- Vislumbró... Y cada sistema inercial 'contempla' los sucesos como si estuviera en reposo: Si yo voy en coche y puedo considerar que estoy en reposo respecto cuanto me rodea, entonces, puedo decir que soy un sistema inercial respecto estas cosas. Y sin embargo, nunca sabré a qué velocidad se mueve realmente todo lo que yo veo que se mueve inercialmente en mi entorno, sólo conozco lo que veo según mi perspectiva.

Así pues, decimos que nos encontramos en un sistema inercial cuando no apreciamos aceleraciones ni rotaciones. Y consideramos que cuanto se mueve en nuestro sistema lo tiene que hacer por su propia fuerza o naturaleza, y no por causas externas o fuerzas fictícias. Un sistema inercial, a fin de cuentas, expresa un proceso reversible.

El segundo principio de relatividad, la velocidad
constante de la luz dentro de todo sistema inercial, es considerado, y no en vano, como una forma de llevar el 1º principio hasta las últimas consecuencias: un sistema en reposo será aquel que vea la luz desplacerse a c = 300.000 km/s. Si un sistema ve que la luz sufre variaciones de velocidad entonces puede decirse que no se encuentra ante ningún sistema inercial, sino acelerado. Y si aprecia que la velocidad de la luz (en el vacío) es mayor o menor que c entonces puede decir que, si bien se encuentra ante un sistema inercial, éste se desplaza a cierta velocidad uniforme v respecto de él.

No es ningún descubrimiento de Einstein que la c tenga que valer, universalmente, 300.000 km/s ¡Ni tampoco fue una apuesta a ciegas por su parte! De hecho, si bien este principio ha sido sugerido por la experiencia, no podrá ser nunca rebatido por ella (Popper no tenía razón con su falsacionismo) ¿Por qué no? Senzillo, porqué estamos ante una pura definición: Einstein define como sistema inercial en reposo (sistema natural) aquel cuya velocidad de la luz sea, siempre, c. Un sistema cuya velocidad de la luz no sea c entonces, éste será considerado como un sistema o bien con una aceleración o bien con un movimiento uniforme.

¡Qué listo fue Eisntein! Y cuantas cosas que se calló... Vemos que siempre podemos tratar la supuesta velocidad natural de la luz como c. Cuando no sea c, simplemente diremos que la luz no se encuentra en un sistema natural, sino en un sistema que está o en movimiento uniforme o acelerado ¡Y problema resuelto!

A fin de cuentas, cabe recordar que la tº especial de la relatividad es, básicamente, un juego mental en el que se considera que no hay espacio ni tiempo absolutos y por tanto, dos sistemas inerciales deben de estar, de alguna forma, o moviéndose entre sí o en reposo entre sí. Pero ¿cómo se puede saber si están en movimiento o reposo entre sí si no hay espacio-tiempo absoluto? ¡Si no hay puntos de referencia fijos con los que orientarse! Y eso es lo que solucionó Einstein: el que mida en su reloj que la velocidad de la luz en "su" sistema es c, éste puede considerarse en reposo, mientras que si mide con ese mismo reloj que la velocidad de la luz del otro sistema inercial no es c puede inferir, de ello, que ese sistema estará en movimiento uniforme respecto a él.

Supongo que ante esta situación uno puede preguntarse legítimamente: ¿Y qué sucede si un sistema mide su propia velocidad de la luz con un reloj y ésta no es c? Muchos dirían que eso refutaría la tº especial de la relatividad. Pero esto no es del todo cierto, porqué la tº especial es un ejercicio mental y sólo atiende a la realidad en la media que le interesa ¡En la naturaleza es imposible encontrar dos sistemas inerciales puros! Y quien así lo crea es que no ha entendido nada bien de qué va esto.

No en vano, para solventar este handicap Einstein desarrolló la tº general de la relatividad, en la cual, el principio de inercia de la tº especial pasa a ser un caso infinitesimal ¿Y como vamos a poder comprobar si en una singularidad se corrobora o no el principio de inercia de la tº especial? No podemos... ¡Y Popper se queda pálido al ver, atónito, cómo la tº especial de la relatividad no entra dentro de su definción de opinión científica!

Parece ser que con la tº general Einstein se espavila para poder salvar el principio de inercia establecido por él mismo: Si medimos la velocidad de la luz en un momento dado y ella difiere de c es porque nos encontramos ante un efecto relativista (o un campo gravitacional o una lente o etc) ¡Y si medimos la velocidad de la luz y nos da c entonces estamos ante un sistema natural! Sin embargo, cabe destacar que no podemos detectar sistemas perfectamente naturales de la luz en la naturaleza.

Con la tº general de la relatividad da igual si conocemos o no el valor real de c, característico de todo 'sistema natural'; conociendo el valor de la luz en la tierra es suficiente para inferir, de aquí, los demás efectos relativistas. Sí, c es sólo un mito.

Quizás haya que tener los sentidos muy desarrollados para apreciar qué se ha hecho aquí en realidad ¡Se ha cogido a la naturaleza por los huevos! Y eso funciona. Einstein intuyó, consciente o inconscientemente, que con el principio de relatividad la definición de inercia quedaba completamente colgada ¡Era necesario volverla a definir! Y cogió c como punto fijo absoluto.

Me sabría mal que algunos me interpretasen a medias y mal. No digo que la tº de la relatividad no sea científica, que no nos enseñe nada de la realidad o bien, que sea un cuento chino. No, lo que yo digo es que con Poincaré se abre la puerte a reformular el principio de inercia y que Einstein fue muy listo. No voy a entrar a discutir sobre la importancia de la inercia para la mecánica, porque me sería algo largo comentarlo, aquí y ahora Pero si la teoria de la relatividad es predictiva es porque, a fin de cuentas, se sustenta sobre una definición de inercia, que si bien es universalmente incomprobable, también es irrefutable, pues de alguna manera u otra siempre podemos identificarla con la naturaleza.

Sin embargo, lo que querría que algunos de vosotros advirtierais es que el principio de inercia para nada está cerrado ¡Einstein no dijo nada definitivo al respecto! Se pueden diseñar otros modelos imaginarios con los cuales definir cuando dos sistemas son inerciales y, además, están en movimiento o reposo entre sí. Por ejemplo, se puede considerar que si nosotros somos uno de los sistemas, nuestro espacio-tiempo sea absoluto ¡Y nosotros el centro del Unvierso! Entonces no tendríamos que considerar que existe un hipotético c universal, si no que podríamos reducir la velocidad de la luz que estudiamos en cualquier sistema a la velocidad de la luz de nuestro sistema y por tanto, ponerlo con relación a nostros. A fin de cuentas, es lo que siempre vemos... Y la pretendida objetividad de la teoría de la relatividad de Einstein es artificial.

2 comentarios:

Anónimo dijo...

Aquí también cuentan que c es una pura definición http://particulas-elementales.blogspot.com/2007/12/la-velocidad-de-la-luz.html

Gabriel Otero dijo...

Interesantísimo blog, lo estoy degustando, muchas felicidades.
GO