La relatividad especial supone que las dimensiones de tiempo y espacio cambian en un marco en movimiento. ¿Por qué no considerar la posibilidad de que la materia cambie?

De la publicación vinculada en los detalles de la pregunta:

La teoría de la relatividad se basa en el supuesto de que si cualquier observador mide la misma velocidad de la luz sin importar cómo se mueva, entonces las dimensiones de tiempo y longitud en el marco de referencia del observador están en reposo, cambian, de modo que se produce una dilatación del tiempo, la contracción de la longitud.

No lo es. Se basa en la predicción de la electrodinámica clásica y la observación mediante experimentos con interferómetro de que cada observador, sin importar su estado de movimiento, mide la misma velocidad de la luz. Sobre esa base, se predice la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud , no se supone.

La otra opción es el tema de mi concepto, que dice que no cambia el tiempo y la longitud, sino que la materia se comporta de manera diferente, por lo tanto, los relojes que usamos simplemente no miden el tiempo correctamente y se ven afectados por la velocidad.

El tiempo en la relatividad especial se define como “lo que miden los relojes”, por lo que es imposible por definición que nuestros relojes “no midan el tiempo correctamente” cuando se ven afectados por la velocidad. Por el contrario, informan con precisión (de nuevo, por la definición de “tiempo”) la forma en que el tiempo se ve alterado por la velocidad relativa.

Ahora, para abordar la pregunta real: ¿por qué no elegir definir el “tiempo” de manera diferente, y considerar la posibilidad de que el espacio-tiempo sea fijo y que simplemente nuestros instrumentos de medición cambien, en un asunto que conspira para garantizar que la velocidad de la luz siempre parezca ¿ser el mismo?

Fundamentalmente, no hay razón para no hacerlo. Exactamente esa hipótesis fue de hecho seriamente considerada por numerosos físicos a fines del siglo XIX y principios del siglo XX. De hecho, ¡las matemáticas para la famosa transformación de Lorentz que forma el corazón de la relatividad especial fueron desarrolladas originalmente por un tipo que lo creía! Y esa es realmente su respuesta: ya no usamos esa interpretación porque cuando trabaja las matemáticas, se ve exactamente igual que si supone que está cambiando el espacio y el tiempo, y no los materiales físicos de nuestro instrumentos de medición. Las dos interpretaciones son matemáticamente equivalentes, y no hay ningún experimento que pueda hacer que distinga entre ellas.

Y así, ya no nos molestamos en considerar esa hipótesis, porque otras personas ya hicieron el trabajo y descubrieron que no tiene sentido. Introduce complicaciones adicionales sin beneficio real.

No es uno ni otro, son ambos. Ya en SR, la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud son cambios físicos en el equipo de medición, ya que si mantiene el marco de medición igual y varía la velocidad del aparato, los relojes (y los procesos físicos en general) se ralentizan físicamente y las reglas (y la materia sólida en general ) contrato físico. Como resultado, solo el equipo de medición estacionario dentro de un marco es válido para realizar mediciones para ese marco (a menos que se hagan correcciones).

Dicho esto, cualquier reloj o regla que se mueva uniformemente es estacionario en algún cuadro, y si haces lo natural y requieres que cada cuadro use equipo de medición estacionario, entonces, en un sentido muy real, el tiempo y el espacio de ese otro cuadro serán dilatado también. Es solo que si trabaja a través de los detalles y permite que cada cuadro también use la sincronización de Einstein para sincronizar sus relojes, entonces puede tener la situación perfectamente simétrica en la que cada cuadro encuentra que el tiempo y el espacio de todos los demás cuadros están dilatados.

Y eso se debe a que no hay ninguna sugerencia de que el tiempo y el espacio tal como aparecen en las leyes de física de la RS son cosas fundamentales preexistentes, “allá afuera” en alguna parte, que es el negocio de los relojes o las reglas para medir. Más bien se construyen cosas similares a las coordenadas x e y en geometría. No es asunto de una regla en geometría cartesiana medir la coordenada x (o la coordenada y): mide la distancia, punto. Solo mide la coordenada x si la coloca paralela al eje xy no hay un eje x verdadero. Del mismo modo, no es asunto de los relojes medir el “tiempo”. Son odómetros que miden una cantidad similar a la distancia llamada intervalo de espacio-tiempo.

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