Nociones sobre relatividad (Resumen del "Universo elegante" de Green)

La relatividad 

La relatividad

En pocos palabras :

1º.- Las leyes físicas cualquiera que sea son absolutamente idénticas para cualquier observador que este sometido a un movimiento de constante velocidad.

Este es el simple concepto que establece completa simetría entre los observadores; esto es el concepto que esta encarnado en el principio de relatividad.

Como consecuencia en contra de Galileo es imposible saber la velocidad para cualquier viaajero que esta dentro de un compartimento cerrado de un tren que marcha a velocidad constante...

2º.-Tendremos sensación de movimiento cuando el tren acelera Y siempre si hablamos de movimento es con respecto a algo Es decir el movimiento es relativo.

3º La velocidad de la luz y las propiedades de su movimiento.

Se ha demostrado a pesar de las dificultades que que la luz camina a 670 millone de millas por hora independiente del banco marcado por comparación.

La velocidad de acercamiento de algo que viene con velocidad mayor de la que uno lleva es igual a la diferencia es decir si algo es lanzado en pos de uno a una velocidad de 20 kum hora y uno huye a 12 km el acercamiento del objeto tal como lo percibe es de 8 km hora. Para un individuo que observa lo que esta ocurriendo desde un sitio parado, la velocidad de acercamiento es de 12....

Pero que ocurre si en vez de estos objetos experimentamos con fotones imaginemos, que el objeto lanzado es un rayo lasser suponiendo que usted corre a 100 millones de millas por hora ... ¡Acaso usted experimentará que el rayo se aproxima 570 millones de millas..?

Pues aun pensando que usted se esta retirando usted medira la velocidad de aproximacion de los fotones a 670 millones de milla por hora ni un bit menos

Se han llevado a cabo a pesar de las dificultades que entraña la velocidad de la luz diferentes ecperimentos que confirman la constancia de la velocidad de la luz..

Einstein convencido de la constancia de la velocidad de la luz se dio cuenta que suponia echar abajo

La fisica de Newton.

LA distancia es una nocion acerca del epacio

La duracion es una nocion acerca del tiempo

La velocidad esta intimamente conectada con nuestras nociones de espacio y del tiempo.

Cuando hablamos de velocidad constante de la luz entraña consecuencias sobre nuestra concepción común del tiempo y el espacio..

El efecto sobre el tiempo:

Nuestra concepción del tiempo es completamente errónea.

La verdad de los fenómenos que se perciben aun siendo diferentes para cada parte son rectas apreciaciones de cada parte, aunque parezcan contradictorias. El ejemplo de una me mesa de negociaciones puesta en el vagón de u tren en movimiento y con una señal de luz que e se enciende en medio de la mesa y que llega a las dos presidencias al mismo tiempo....y un observador externo que e que la señal llega antes a una parte que a otra dando lugar a compromisos ante negociaciones llevadas a cabo..

Es decir que si dos grupos están en relación los puntos de vista son diferentes unos de los otros.

En definitiva un ideal reloj universal que marque idénticos segundos aquí y en Marte etc...trte no existe Por el contrario, observadores en relativo movimiento no estarán e acuerdo sobre los acontecimientos que ocurren al mismo tiempo...

De todas las maneras estos efectos a las velocidades que corrientemente nos movemos son de escasa identidad Pero a altas velocidades, los efecto establecidos de la especial relatividad llegan a ser incrementados pronunciadamente.

El efecto del Tiempo. Parte II

Partamos de ver el tiempo no como frecuentemente lo hacemos sino con una vision pragmática diremos: que es lo que es medido por los relojes.

Admitimos un reloj con movimientos perfectamente iguales Medimos el tiempo por el numero de ciclos

Por supuesto cuando definimos “ perfectos ciclos de moción” implícitamente contiene una noción de tiempo, desde que “regular” se refiere a igual duración de tiempo que transcurre en cada ciclo.

De todas las manera el objetivo es comprender como afecta el pasaje del tiempo, y como lo hemos trasladado a los relojes se trata de como afecta el “tickng” de los relojes. Y para ello nos referiremos a los mas simples relojes – movimento con absoluta velocidad constante.- Veremos como afecta a todo los relojes independiente de su diseño.

Para ello acudimos “ al reloj de luz” que sencillamente consta de dos espejos uno enfrente de otro con un singular fotón de luz que va de un extremo a otro entre ellos Se puede calcular las veces que incidirá el fotón en un segundo en función de la separación de los espejos.

 

Figura 2.3 Desde nuestra perspectiva, el foton en el reloj que se desliza camina sobre un paso diagonal lo que implica mas espacio en una mismo paso de click o sea desde nuestra perspectiva S=v*t como la velocidad de la luz es constante significa que el paso del tiempo ha bajado para el reloj moviéndose..

Esto pasa en todos los relojes... por eso de la aplicación del principio de relatividad.

LA vida corriendo

La velocidad constante de la luz implica que el tick de un reloj de luz moviéndose es mas pequeño que uno estacionario Y por el principio de relatividad lo es para todos los relojes y además , también para un individuo moviéndose pasa mas despacio el tiempo que para un individuo estacionario . Entonces ¿ pro simple razonamiento un individuo el movimiento seria capaz de vivir mas que estando parado?... Esto es el caso que ha sido confirmado no con la vida esxpectante de humanos sino con partículas del micromundo--- muons.

Estos cuya vida normalmente es de dos millones de segundo y acaban desintegrándose Si se le mete en una acelerador aumenta con un factor muy grande que podríamos derivarlo a los hombres que normalmente viviría 700 años...

Pero hay una situación.... Aunque en el laboratorio se observa que los muons en movimiento duran mas que sus hermanos estacionarios, esto es debido al tiempo que transcurre mas suavemente para los muosn en movimiento Esto se extiende también a las actividades que pueden tener... Por ejemplo, si un estacionario muons puede leer 100 libros en un corto tiempo de vida , su primas mas cercano en movimiento también seria capaz de leer 100 libros, porque aunque parece vivir mas que el estacionario muon , su racio de ller, como también todo en su vida es mas corto también. Es decir la experiencia será la misma aunque en diferente mociones de tiempo.

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El muon lleva un arma sobre la cabeza que se dispara al cabo de por ejemplo dos millones de segundo en edad.. Desde la perspectiva del laboratorio , esto es como si el muon moviéndose esta viviendo su vida a pequeña velocidad ; desde su punto de vista el muon moviéndose vivirá mas que uno estacionario, pero “el conjunto de su vida” que el muon experimenta” es precisamente el mismo.

Esto se aplica a la gente que vive en una gran moción una expectativa de vida de centurias...Para ellos es normal y desde nuestra perspectiva ellos estan viviendo la vida en hiper- pequeña moción y además uno de sus ciclos normales abarca una cantidad enorme de nuestro tiempo.

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La constante de la velocidad de la luz nos ha llevado a una nueva concepción en donde las estructuras dependen íntimamente de la relativa moción entre el observador y el observado.

Todo se mueve a través del tiempo...En la mayoría de las circunstancias, mas mociones de objetos a través del tiempo, que del espacio.... El tiempo es otra de las dimensiones en las que estamos inmersos

Los acontecimientos son especificados por las tres dimensiones del espacio y además del tiempo..

Si un objeto esta fijo en relación con nosotros es decir no se mueve a través del espacio toda el movimiento del objeto es referido para caminar a través de una dimensión- en este caso la dimensión tiempo.

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No se podría tener una explicación desde el mundo de las sensaciones estas formulas que son visiones matemáticas de la realidad.

La velocidad de la luz es el cauce a través del cual nos llega la participación con la Energía pura...para que exista relaciones es imprescindible que haya desigualdades ontológicas ..

El caso de la participación de la Energía a través de la luz en donde todos los objetos “ Einstein proclamo que todos los objetos en el universo estan siempre viajando a través del espacio tiempo a una velocidad fija- la de la luz.

La fórmula E= m c²

La velocidad de la luz es un límite que no puede ser traspasado...

La masa del muon se incrementa sin límites cuando la velocidad se aproxima a la de la luz. Se requerir un impulso con una infinita cantidad de energía a para alcanzar y cruzar la barrera de la luz

Capitulo 3

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Nuestra intuición es errónea por eso de las velocidades pequeñas por las que somos informados y que nos vienen por los sentidos externos relacionadas con nuestra conciencia capaz de sentir otras o intuir otras y que obscurece el verdadero carácter del espacio y del tiempo... Solo a través de un trabajo de reciclaje entre lo observado y el observador colocados en diferente mociones somos capaces de racionalizar a niveles de sentidos externos la realidad....

Su gran preocupación por hacer compatible su teoría de la relatividad y la teoría de Newton de la gravitación universal, Einstein consiguió que revolucionado nuestra comprensión del espacio y del tiempo mostrando que se distorsionan y deforman para comunicar la fuerzas de la gravedad

LA gravedad dicta el ritmo de la danza cósmica que es ejecutado por billones y billones de habitantes

cósmicos Formulo su celebre ecuación de que la fuerza de gravedad entre dos cuerpos es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias.

La incompatibilidad de la Gravedad Newtoniana y la Especial Relatividad.

No hay manera de comunicar información o una distorsión de un lugar a otro mas rápido que la velocidad de la luz. Es imposible que nos alcance una señal antes que se emita la luz

-LA dificultad existe : en que si dos cuerpos cambian en su separación o masas los objetos de acuerdo de acuerdo con la ley de Newton inmediatamente sienten el cambio en su atracción mutua.

La forma del espacio responde a los objetos al su alrededor

AS su vez esta distorsión , afecta a otros objetos que se mueven en la vecindad del sol, así como ellos deben atravesar la fabrica espacial distorsionada

EL movimiento de la Tierra viene dado por la forma del impacto, del sol sobre el espacio La diferencia con Newton es que la gravedad es transmitida a través del impacto del sol con la del, espacio y en Newton inmediatamente

Una cosa a tener en cuenta que también la Tierra impacta en el espacio y produce un impacto menor que el del sol pero que hace posible tambien que la luna gira alrededor de la tierra y transmita su gravedad.... lo mismo ocurre son todos los cuerpos existentes que impactan en su proximidad al espacio aunque de manera muy ligera y siempre dentro de la órbita marcada por la tierra en nuestro caso... EL agente de la gravedad de acuerdo a Einstein , es la fabrica del cosmos.

Vrer figura 3.5

Importante la mera presencia de otro objeto con masa en la fabrica del espacio causa una arrugamiento en al fábrica el espacio

Einstein demostró que los cuerpos se mueven a través del espacio (con mas precisión ) a lo largo de los caminos mas cortos posibles – el “la trayectoria más corta” es la de menos resistencia “ Si el espacio es arrugado tales trayectorias serán curvas. Y esto ocurre ocn el sol y los demás cuerpos ....

Como en realidad existen tres dimensiones.

Ante esto, Einstein se esforzó incansablemente en buscar una nueva teoria de la gravedad compatible con la especial relatividad Esto le llevo a descubrir la relatividad general en la que el espacio y el tiempo recobran una notable transformación

<<Newton mismo es consciente del problema de que como se lleva a cabo la gravedad, a pesar de todo formuló su ecuación para describir los efectos pero o de cómo se llevaba a cabo...

Einstein se dio cuenta que la aceleración promovida por el desplazamiento acelerado compensa la fuerza de atracción. O sea que puede imitarse los efectos de la gravedad a través de un conveniente desplazamiento acelerado

El retorcimiento del tiempo Revisado

Es muy difil ilsutrarr por medio de una dibujo ilustrado al estilo a lo que se hace con el impacto de los cuerpos sobre la fábrica del espacio. No obstante algumo lo han intentado; pero siendo muy complejo es mejor acudir para entender este fenómeno a otra experiencia.

Partiendo de los dos “astronautas” que han puesto a punto su reloj y suponiendo que están unidor por medio d un hilo con un cohete que le impide caer sobre el sol atrapados pro su campo gravitatorio .Uno e ellos utiliza este cable para controlar su acercamiento al sol y conocer el estado de su reloj en comparación con el de su compañero que esta fijo debido al cable que le impide acercarse. Comprueban los relojes y el que se acerca al sol mas y más el campo gravitacional aumenta más y más Cuanto mas se acerca al sol su reloj corre menos. Esto es en el sentido que la gravedad distorsiona el tiempo como el espacio.

En este caso uno de ellos siente la gravedad cada vez mas fuerte y el se ayuda del cable más y mas fuerte para evitar caer en él EL reloj marcha mas despacio..... si en vez del sol fuera una gran estrella entonces cuando este estuviera cerca de ella la ratio entre los relojes seria el 99,98 % uno del otro.

Los mas grandes campos gravitaionales , tales como los de un agujero negro causa que el flujo del tiempo baje aun más; los mas fuertes campos gravitacionales causan una severa distosron del tiempo.

Verificación experimental de la Relatividad

Mas que ser impuesta como una adicional estructura, la gravedad llega a ser una parcela del universo en su mas fundamental nivel. Infundiendo vida al espacio y al tiempo permitiéndoles curvar, combar y onduklar como resultado de lo que nosotros referimos a la gravedad.

De todas las manera la ultima prueba de una teoria física es la utilidad para explicar y predecir los fenómenos puntualmente. Es verdad que la teoria de Newton ha servido a este respecto hasta wl principio de esta centuria. ...Esta teoria fue cuestionada por eso de defender la transmisión intantánea de la fuerza de la gravedad en conflicto con la especial relatividad.

LA relatividad tiene poca incidencia en las pequeñas velocidades que normalmente tipicamente habitamos. Igualmente en muchas circunstancias las diferencias entre - una teoria de la gravedad compatibles con la especial relatividad- y la teoria de la gravedad de Newton son extremadamente pequeñas en las situaciones mas comunes.

Esto es bueno y malo de cara a las aplicaciones y de encontrar las diferencias..

Einstein sugirió un experimento más hábil para esto.

Nosotros vemos las estrellas por de noche aunque por supuesto tambien estan por el dia.... --- Durante un eclipse de sol también son visibles las estrellas mas lejanas Pero que result que la luz de alguan de esats estrellas teien que pasaar cerca del sol en su camino a la tierra Ls relativiadd general d Eisntein dice: que el sol causara el rodeo algo del espacio y el teimpo al retorcerlo y tal distorsión influirá el camino tomado por la estrella...

En los ultimos cuarenta años numerosas experimentos han confirmado y han evidenciado numerosos aspectos de la relatividad general ..

Es correcta la reltividad general?

Solo el tiempo nos dirá la precisión de esta teoría para saber como trabaja el mundo..

Es evidente que la la nueva teoria de la gravedad surgió no por una refutación de la teoríasis de Newton sino mas bien por le conflicto entre est teoria con otra especial relatividad....

En el ultimo mitad de siglo, los fisicos se han enfrentados con otro conflicto es al mismo tiempo con la reltividad especial y la gravedad Newtoriana La relatividad general aparece fundamentalmente incompatible con otra extremadamente teoria testimoniada: mecanica cuántica.

El conflicto surge del entendimiento que acontece realmente al espacio, tiempo y materia cuando estan ensamblados juntos plenamente en el momento del big-bang o en el punto central de un agujero negro

El conflicto nos alerta sobre la deficiencia de nuestra concepción de la naturaleza. La resolución de este conflicto intento fracasado por laos mas grandes físicos teóricos , dejando claro como el problema central de la fisica teórica moderna ..

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