¿Hay algún experimento para la contracción de longitud relativista?

Sí, vemos esto con muones atmosféricos, por ejemplo.

Estas son partículas subatómicas que caen desde la atmósfera hacia la Tierra, y las detectamos aquí en el suelo. La cuestión es que su vida útil es demasiado corta para explicar la cantidad que observamos aquí en el suelo: detectamos alrededor de 150,000 veces más muones a nivel del suelo de lo esperado, dada su vida útil. [1]

Entonces, ¿cómo sobreviven tantos muones durante todo el viaje?

La respuesta está en la relatividad.

Debido a que los muones se mueven a velocidades relativistas (alrededor de 0,98 veces la velocidad de la luz), la contracción de la longitud y la dilatación del tiempo entran en juego.

Si pudieras ver a un muón hacer su viaje desde la atmósfera, verías que su vida útil se dilata en el tiempo: a 0.98c, vive 5 veces más en tu marco de referencia .

El “marco de referencia” es clave aquí. ¿El muón en realidad vive 5 veces más? No. Bueno, al menos, no en el marco de referencia del muon.

Según el muón, llega al suelo no porque viva 5 veces más de lo esperado, sino porque ve la distancia a la longitud de la Tierra contraída por un factor de 5.

Por lo tanto, los dos marcos de referencia coinciden entre sí, y más muones sobreviven al viaje al suelo.

Notas al pie

[1] Experimento de muón en relatividad

Del FAQ original del archivo de física de Usenet mantenido por John Baez: La base experimental de la relatividad especial incluye esta sección sobre la contracción de la longitud relativista:

En este momento no hay pruebas directas de la contracción de la longitud, ya que no ha sido posible medir la longitud de un objeto en movimiento con la precisión requerida. Sin embargo, hay una demostración de que ocurre:

Se observa que un cable que transporta corriente es eléctricamente neutro en su marco de descanso, y una partícula cargada cercana en reposo en ese marco no se ve afectada por la corriente. Sin embargo, una partícula cargada cercana que se mueve paralela al cable está sujeta a una fuerza magnética relacionada con su velocidad en relación con el cable. Si se considera la situación en el marco de descanso de una carga que se mueve con la velocidad de deriva de los electrones en el cable, la fuerza es puramente electrostática debido a las diferentes contracciones de longitud de las cargas positivas y negativas en el cable (las primeras son fijas relativas al cable, mientras que estos últimos son móviles con velocidades de deriva de unos pocos mm por segundo). Este enfoque proporciona el valor cuantitativo correcto de la fuerza magnética en el marco de alambre. Esto se discute con más detalle en: Purcel, Electricidad y Magnetismo . Es bastante notable que los efectos relativistas para una velocidad tan pequeña expliquen las enormes fuerzas magnéticas que observamos.

La contracción de la longitud es una teoría.

Para que la longitud se vea acortada, el objeto debe estar a una velocidad muy alta con respecto a cualquier otro observador.

Es extremadamente difícil hacer esto en el experimento, porque tan pronto como la velocidad relativa entre el observador y el objeto se desacelera, el objeto recuperará su longitud original, también llamada longitud adecuada. Y si el objeto está en movimiento, hay muchas menos posibilidades de que algo pueda ver ese objeto. Ningún ojo o cámara hecha hasta la fecha puede tomar imágenes de objetos en movimiento a una velocidad tan grande.

Por lo tanto, no existe tal experimento para ver la contracción de longitud.

Me di cuenta de que mi concepto [1] dice algo similar a SR. Cuando un objeto acelera, se hace más largo (en la dirección de desplazamiento), por lo tanto, un observador que viaja a cierta velocidad, medirá los objetos que ve utilizando un medidor más grande y pensará que los objetos estacionarios se han contraído.

La razón por la que se alargan es porque eso es lo que hace una partícula definida por mi modelo [2]. Es exactamente lo que hace un haz de luz OAM (considerando un lápiz de un número fijo de oscilaciones). El camino helicoidal puede desplegarse en un triángulo y resolverse utilizando el mismo método que en SR, teorema de Pitágoras.

Geometría de onda dinámica [1]

Haz de luz de momento angular orbital bajo gravedad [2]

  • Sí, hay algunos, algunos porque la contracción de la longitud y la dilatación del tiempo comienzan a mostrar sus signos solo a velocidades relativistas y es difícil para nosotros probar estos efectos viajando a velocidad relativista en un barco u otros vehículos súper rápidos con la tecnología actual y más reciente a nuestra disposición. Sin embargo, estos fenómenos extraños son una cuestión cotidiana en los aceleradores de partículas. Los aceleradores de partículas aceleran los protones a aproximadamente 0.9999c y se producen nuevas partículas cuando estos protones chocan entre sí (que yo sepa, las partículas de Higgs se produjeron durante tales colisiones en LHC en Ginebra hace uno o dos años). Estas partículas recién creadas son de corta duración y en su propio marco de referencia se descomponen en una cantidad de tiempo infinitesimal. Pero a partir de nuestro marco de referencia, a medida que se mueven con una velocidad tan alta, el tiempo se dilata y CONTACTOS DE LONGITUD para ellos y sobreviven durante un período más largo de tiempo y llegar al destino (probablemente un detector de partículas) que no podrían haber alcanzado si la distancia entre su lugar de nacimiento y el detector no se hubiera contraído.

Hay buenos experimentos mentales que equivalen a reducción ad absurdum. La contracción de la longitud implica que los objetos ilimitadamente largos pueden quedar atrapados gloriosamente dentro de contenedores ilimitadamente cortos:

El granero y el poste “Estos son los accesorios. Usted es dueño de un granero, de 40 m de largo, con puertas automáticas en cada extremo, que se pueden abrir y cerrar simultáneamente mediante un interruptor. También tiene un poste de 80 m de largo que, por supuesto, no cabe en el granero. […] Entonces, cuando el poste atraviesa el granero, hay un instante en que está completamente dentro del granero. En ese instante, cierra ambas puertas simultáneamente, con su interruptor. […] Si no explota bajo la tensión y es lo suficientemente elástica, se detendrá y comenzará a volver a su forma natural, pero como es demasiado grande para el establo, el otro extremo ahora se estrellará contra la espalda. la puerta y la barra quedarán atrapadas en un estado comprimido dentro del granero “.

Vea, a las 7:12 en el video a continuación, cómo el tren queda atrapado “en un estado comprimido” dentro del túnel:

“El tren relativista de Einstein en una paradoja de túnel: la relatividad especial”

No es difícil darse cuenta de que atrapar objetos ilimitadamente largos dentro de contenedores ilimitadamente cortos implica una compresibilidad infinita y viola drásticamente la ley de conservación de la energía. El objeto atrapado, al tratar de restaurar su volumen original (“volver a su forma natural”), produciría una enorme cantidad de trabajo cuya energía proviene de la nada.

A las 9:01 en el video de arriba, Sarah ve el tren cayendo a través del agujero, y para salvar la relatividad de Einstein, los autores del video informan al mundo crédulo que Adam también ve el tren cayendo a través del agujero. Sin embargo, Adam solo puede ver esto si el tren sufre una desintegración absurda primero, como se muestra a las 9:53.

Claramente, tenemos reductio ad absurdum: se requiere una desintegración absurda; ocurre en el marco de referencia de Adam pero no en el de Sarah. Conclusión: la premisa subyacente, el postulado de velocidad constante de la luz de 1905 de Einstein, es falsa.

Pentcho Valev

More Interesting

Cómo mejorar en la visualización de la física

Cómo hacer que un globo vuele sin helio

¿Cuánta potencia usa una aspiradora?

¿Es realmente posible un enfriador de aire sin agua y sin compresor?

¿Nos afecta la gravedad del sol?

¿Cuál es la ley más precisa de la física?

¿Hay nuevas clases de armas que podamos imaginar dado nuestro conocimiento actual de la física?

Un recipiente abierto lleno de agua cae libremente bajo la gravedad y tiene un pequeño agujero en una cara. ¿Sale agua del recipiente por el agujero?

¿Qué sucede si en lugar de un observador humano en el experimento de doble rendija, el observador es, digamos, un perro o un delfín o IA o simplemente un equipo de CCTV?

¿La secuencia de Fibonacci, Pi y la proporción áurea hacen algo para demostrar que el universo fue "diseñado inteligentemente"?

¿Cuáles son las fuerzas que actúan en la jaula antivuelco?

Cuando dos esferas de las mismas propiedades aerodinámicas, pero se dejan caer diferentes masas desde la misma altura, ¿caen a la misma velocidad (velocidad) hasta que la esfera más clara alcanza su velocidad terminal?

¿Qué información sobre nuestra percepción podemos obtener de cuán poco intuitivos son para nosotros las cosas como la mecánica cuántica?

Un globo está a la altura de 81 my asciende hacia arriba con una velocidad de 12 m / s. Se deja caer un cuerpo. ¿En cuánto tiempo llegará al suelo?

Mientras cae libremente del cielo, ¿cuál es la posición más segura que una persona puede tener justo antes de tocar el suelo? ¿Se podría cambiar la trayectoria con el movimiento del cuerpo?