Esto se debe a que los relojes ligeros hacen los cálculos mucho más simples; en la medida en que incluso un estudiante brillante de 8º grado pudiera entender las matemáticas involucradas. Sin embargo, eso no significa que un físico comprometa la generalidad, ya que debe entenderse que los efectos del movimiento relativo predichos en un reloj ligero se aplicarán palabra por palabra en cualquier reloj de su elección, independientemente de lo que haya dentro de ellos.
En la relatividad especial, la simultaneidad no es un concepto absoluto, y solo tiene sentido hablar de eventos simultáneos en otro marco de referencia que se mueven en una dirección particular con respecto a los suyos en términos de puntos espaciales en el marco de referencia anterior. Realizaremos el siguiente experimento mental para demostrar la equivalencia de todo tipo de relojes:
- Llame a su propio marco de referencia (inercial) S. Imagine otro marco de referencia (inercial) S ‘donde se entiende que X’, Y ‘y Z’ son las mismas direcciones que X, Y y Z, y hay un uniforme velocidad relativa de S ‘con respecto a S en la dirección X positiva.
- Ahora, coloque un pequeño reloj de luz en la posición A ‘(papelería en S’) en el eje X ‘en reposo en el cuadro S’.
- Coloque otro reloj Rolex pequeño también en reposo en S ‘en la misma posición A’. Los dos relojes pueden sincronizarse en la trama S ‘; de hecho, no hay una ley que impida que uno lo haga.
- Coloque un interferómetro en otro punto B ‘(también papelería en S’) en el eje X ‘.
- Imaginemos (por algún oscuro mecanismo) que, con cada tic, el reloj de luz dirige un haz de luz hacia B ‘y también lo hace el reloj Rolex (curiosa personalización, ¡no pregunte!). Dado que estos relojes están sincronizados en el marco S ‘, se espera que estos haces de luz estén exactamente en fase y no generen un patrón de interferencia en B’.
- Miremos ahora esto desde la perspectiva del observador S-frame. Si las dos marcas no fueran simultáneas para nosotros, deberíamos ver un patrón de interferencia en B ‘.
- Este patrón de interferencia formado en B ‘permitirá a un observador en S’ concluir que las leyes de la física en S ‘(¡los haces de luz en fase forman patrones de interferencia!) Son diferentes de las de S. Esto está en contradicción directa con el Principio de relatividad.
Por lo tanto, deducimos que, independientemente del reloj que utilice, obtendrá los mismos resultados en sus experimentos de pensamiento. Sabes, tuve exactamente la misma pregunta persistente cuando estudié la relatividad la primera vez. Y es por eso que tuve que inventar todo este experimento mental en primer lugar. Me sentí mucho mejor después!
- ¿No podemos contrarrestar la paradoja de Zenón (Aquiles y la tortuga) argumentando que llegará un momento en que Aquiles cubrirá la distancia entre él y la tortuga?
- ¿Cuál es la teoría especial de la relatividad? ¿De qué nos sirve?
- ¿Es imposible viajar a la velocidad de la luz sin daño?
- ¿Qué sucederá si un cuerpo de masa de un kg viaja con la velocidad de la luz?
- ¿Qué son exactamente los taquiones? Si pueden viajar más rápido que la luz, ¿cuánto más rápido pueden viajar?
