¿Por qué dijo Einstein que la velocidad de la luz no es relativa, pero el tiempo sí?

En 1895, Michelson y Morley hicieron un experimento muy importante que tenía como objetivo detectar el cambio en la velocidad de la luz entre dos direcciones, una moviéndose alrededor del sol con la tierra y otra perpendicular a ella. Según la relatividad clásica (galileana), las dos velocidades serían diferentes y deberían haber notado un cambio en las franjas de interferencia. No notaron ningún cambio. Hubo varias interpretaciones de este resultado, incluida la contracción de Lorentz-FitzGerald, que decía que las longitudes se contraen cuando están en movimiento, por lo que a pesar de que la velocidad de la luz cambió de acuerdo con las transformaciones galileanas, el tiempo necesario fue independiente de la dirección del movimiento de la luz. .

Einstein eligió un camino diferente. Comenzó con la suposición básica de que la velocidad de la luz era constante, como lo demuestra el experimento de Michelson-Morley y, a partir de esa suposición, llegó a las transformaciones de Lorentz como la forma correcta de relacionar eventos en dos cuadros en movimiento uniforme entre sí. Estas transformaciones ya habían sido derivadas por Lorentz, como las transformaciones bajo las cuales las ecuaciones de Maxwell eran válidas. En este punto, Einstein sabía que estaba en el camino correcto, procedió a derivar todos los otros resultados de las transformaciones de Lorentz: contracción de longitud, dilatación del tiempo, E2 = p2c2 + m2c4, la ecuación relativista para p y E, relatividad de tiempo y espacio , …

Entonces, ¿por qué Einstein dijo que la velocidad de la luz era constante? No por ideas filosóficas o metafísicas, sino porque esta fue la explicación más simple del experimento de Michelson-Morley.

El famoso experimento de Einstein, aunque. ]

Si estás en un tren que se mueve a la velocidad de la luz y sostienes un espejo, ¿podrías ver tu cara? Einstein había dado anteriormente el principio de relatividad que establece que si las leyes de la física son las mismas en todos los marcos de referencia inerciales. El marco de referencia inercial es el marco que viaja a una velocidad constante. Si no puede ver las cosas en su entorno en relación con usted, no debería saber si se está moviendo en absoluto. En pocas palabras, imagine que está en un tren que se mueve a una velocidad constante. Pero no está vibrando en absoluto, y todas las ventanas están cerradas. ¿Cómo podría saber si el tren se mueve o no? Si no acelera y se mueve a una velocidad constante, no sentirá ningún tirón, así que descubra que se está moviendo. Que es exactamente lo que dijo Einstein, que no deberías poder decir.

Entonces, mientras está en un tren, moviéndose a la velocidad de la luz, la luz tendrá que rebotar en su cara, luego golpear el espejo, rebotar en el espejo y entrar en sus ojos, para que pueda ver su cara en el espejo . Pero si el tren viaja a la velocidad de la luz, ¿cómo rebotará alguna vez la luz en tu cara y golpeará el espejo? Cuando la luz se dirige hacia el espejo, el espejo se alejará y dado que el espejo se aleja con la velocidad de la luz, ¡la luz que sale de tu cara nunca podrá golpearlo! Entonces no podrás ver tu cara en el espejo. Pero entonces esto violaría el principio de relatividad porque en todos los demás marcos de referencia inerciales con una velocidad más lenta que la velocidad de la luz, puedes ver tu cara. Entonces, si no ves tu cara en este caso, esto significa que incluso si no tienes permitido ver fuera del tren, y el tren no está temblando en absoluto, aún podrás decir que estás ¡emocionante! Eso también a la velocidad de la luz, porque no puedes ver tu cara.

Entonces, según el principio de la relatividad, deberías poder ver tu cara. Pero cualquiera que esté sentado fuera del tren verá que el tren se mueve a la velocidad de la luz, y la luz dentro del tren se mueve al doble de la velocidad de la luz porque rebotó en su cara y cayó en el espejo mientras ya viajaba a la velocidad de luz. Esto también es inconsistente.

Entonces, Einstein concluyó que la persona que está afuera debería ver la luz moviéndose a la velocidad de la luz, y la persona dentro del tren también debería poder ver su reflejo. Pero, ¿cómo pueden ser ciertas ambas cosas al mismo tiempo? Solo si el tiempo se ralentiza. Si está parado afuera y ve que la luz viaja a la velocidad de la luz, eso significaría que su tiempo también se está moviendo más rápido. Deja que te lo explique.

Supongamos que la velocidad de la luz es de 1 metro por segundo.

La luz en el interior ya debería estar viajando al doble de la velocidad de la luz, por lo que cubre 2 metros en un segundo, que es el doble de la velocidad de la luz. Pero si su tiempo también se acelera, digamos 2 veces, entonces vería que la luz viaja a la velocidad de la luz y no el doble de la velocidad de la luz porque ahora, la luz todavía cubre 2 metros en un segundo, pero su El tiempo pasa más rápido. Así que ahora pasan 2 segundos en lugar de uno. Entonces, la velocidad de la luz que calculas ahora es de 2 metros en 2 segundos, que es 1 metro por segundo, que es la velocidad original de la luz. Así es como la persona en el interior vio su reflejo y la persona en el exterior vio la luz viajando a la velocidad de la luz y no el doble de la velocidad de la luz.

Así es como el tiempo se volvió relativo y la velocidad de la luz se mantuvo constante. Espero que esto tenga sentido.

¿Sabes cómo X Kilogramos de materia siempre ejercerán la misma cantidad de gravedad, independientemente del material, volumen ocupado, intensidad magnética, flujo magnético, intensidad de corriente, velocidad o forma?

Es una constante que se relaciona solo con la masa de los dos cuerpos. Del mismo modo, la velocidad máxima posible también es una constante. ¿Cómo? Si viaja a altas velocidades, el espacio y el tiempo a su alrededor literalmente se dobla . (En realidad, se dobla a todas las velocidades de movimiento, pero la curva solo es realmente notable a altas velocidades) Como resultado, en un determinado punto, si intenta acelerar, en relación con un punto fijo, su velocidad no cambia, aunque tu energía cinética aumenta. Si intenta desacelerar, desacelera una vez que su energía cinética es menor que la necesaria para el movimiento a la velocidad de la luz.

Si desea más información, puede leer esto:

La respuesta de David Wurn a Si me estoy moviendo a la velocidad de la luz, entonces tiro una piedra frente a mí, ¿no se habría movido esa piedra más rápido que la velocidad de la luz?

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