Primero, descartamos el debate que es de naturaleza religiosa porque no es digno de mención aquí, y que también elimina la mayor parte del viejo debate científico y nos lleva a los tiempos modernos.
Cuando se trata del tiempo debatido y las palabras totales que se dicen en el debate, nada supera a la Relatividad Especial. Cuando se trata de fuentes creíbles que lo debaten, tampoco hay nada mejor. Desafortunadamente, la mayoría de la gente no entiende que se trata de sutilezas muy pequeñas en cuestión, no del todo. “Bebé y agua de baño” siempre es un problema para los legos.
El segundo lugar es la mecánica cuántica y lo mismo es cierto en todas las categorías enumeradas anteriormente. Bebé y agua de baño …
- Cuando un electrón emite un fotón (bajando en niveles de energía) ¿de dónde viene este fotón? ¿Viene de dentro del electrón, el espacio u otra cosa?
- ¿Cómo pueden los quarks convertirse en anti-electrones a altas energías?
- En un álgebra supersimmética, ¿por qué el paréntesis entre las cargas bosónicas y las cargas fermiónicas es un conmutador en lugar de un anticommutador?
- ¿Cuál es el logro más sorprendente del CERN / el Gran Colisionador de Hadrones?
- ¿Cuáles son algunos buenos libros / recursos sobre las matemáticas detrás de la física, particularmente la fuerza y la gravedad para un estudiante de primer año de secundaria?
Es importante tener en cuenta la sociología de las creencias científicas porque es una acción y un comercio tratar de derrotar al disenso burlándose, humillando y denigrando. El segundo truco consiste en tomar información disidente que refuta una teoría y la sostiene como la mejor prueba para la teoría. Esto sucede en todo sistema de conocimiento, ya sea histórico, científico o religioso.
“Una nueva verdad científica no triunfa convenciendo a sus oponentes y haciéndoles ver la luz, sino más bien porque sus oponentes finalmente mueren y una nueva generación crece y está familiarizada con ella” -Max Planck
[Comenzaré con la relatividad y agregaré dibujos y luego finalmente la mecánica cuántica más tarde]
1) Relatividad: ¿Por qué alguien discutiría? El problema es difícil, sutil y complejo.
La mayoría trata de reducirlo a decir que es simplemente contra-intuitivo. Esa es una simplificación excesiva en extremo. La mayoría de las personas tienen problemas desde el principio y algunas quejas realmente no son familiares. La idea de que el tiempo pase de manera diferente para otra persona es difícil para unos pocos, pero este efecto puede reducirse incluso a un efecto clásico.
Así que solo los idiotas discutían y eso fue hace mucho tiempo, ¿verdad?
¡No! ¡Un gran número de gigantes científicos, inventores y ganadores del premio Nobel discutieron hasta finales de los 70! Por ejemplo, Louis Essen es el hombre responsable de nuestra medición precisa de la velocidad de la luz y fue el inventor del reloj atómico; Un verdadero gigante científico en el campo del electromagnetismo. Luchó tanto y duramente contra la relatividad que tenía esto que decir.
“Nadie ha intentado refutar mis argumentos, pero me advirtieron que si persistía, era probable que arruinara mis perspectivas de carrera … … la continua aceptación y enseñanza de la relatividad dificulta el desarrollo de una extensión racional de la teoría electromagnética”. – Louis Essen FRS, “Relatividad y señales de tiempo”, Wireless World, oct78, p44. ‘Se les dice a los estudiantes que la teoría debe ser aceptada aunque no pueden esperar entenderla. Se les alienta justo al comienzo de sus carreras a abandonar la ciencia en favor del dogma ”.
Sin embargo, debe comprender que el problema suele ser demasiado sutil para los legos. Lorentz, el hombre responsable de los cálculos centrales de la SR (solía llamarse relatividad de Lorentz-Einstein) supuso que el tiempo era solo nuestra medida de cambio, pero ya sabían que el universo era electromagnético. Esto significa que todo lo que tenía que considerar era el hecho de que cada fuerza intermolecular, y por lo tanto cada interacción, era ligera. (electromagnético) Entonces, si algo se movía mientras sus moléculas intentaban interactuar, esas fuerzas tendrían que viajar por el espacio adicional que movía el objeto. ¡Llevaría más tiempo! Por lo tanto, si el tiempo es solo cambios en el universo … y todo es electromagnético … y las cosas tardan más en interactuar … ¡El tiempo mismo se ralentizaría!
Lorentz incluso pensó que el movimiento podría hacer que las cosas se acortaran como resultado de que esas fuerzas se fortalecieran de alguna manera por el movimiento, por lo que incluso el acortamiento de los objetos podría verse en un contexto totalmente clásico. Lorentz incluso tenía una teoría que era “relativista” mientras seguía siendo clásica. El punto de vista de los observadores en movimiento siempre fue sesgado, de modo que todo era “relativo” para ellos.
“Uhhhhh … entonces, ¿dónde está el problema?”
Un millón de pequeños argumentos surgen de un núcleo particular que es difícil de verbalizar. Ese núcleo solo puede entenderse extremadamente bien una vez que alguien entiende al predecesor clásico de la Relatividad Especial llamado “Teoría del Éter de Lorentz” (LET) y puede diferenciar entre las dos teorías.
Ambos tienen contracción, dilatación del tiempo y la apariencia de la constancia de la velocidad de la luz, pero en SR la constancia de la velocidad de la luz a menudo se enseña como un efecto real, pero en LET fue solo una ilusión de perspectiva oculta matemáticamente; No fue real. Sin embargo, las dos teorías son matemáticamente indistinguibles en su raíz.
Otra forma de ver este problema es en la cuestión de la “anisotropía de la velocidad de la luz”. LET especifica que la luz en realidad no será la misma velocidad en todas las direcciones, mientras que SR insinúa que es lo mismo sin decirlo directamente. SR simplemente proporciona un sistema de sincronización que funcionará tanto si la velocidad de la luz es isotrópica como si no. Especifica que el “marco universal” de LET debe desecharse a menos que se pruebe. Sin embargo, nunca hemos probado la velocidad unidireccional de la luz.
“Amigo, no has dicho casi nada para aclarar las cosas …”
Estas diferencias sutiles se suman a una amplia variedad de argumentos que hacen que SR parezca no recíproco y paradójico. La paradoja de los gemelos es un excelente ejemplo, pero solo uno de muchos. La solución a la paradoja de los gemelos simplemente reduce SR a LET agregando un marco preferido.
Lo que se quiere decir con esto es que cuando eliges al gemelo “en movimiento” para que sea realmente el que realmente se mueve y, por lo tanto, se desaceleró (y más joven), automáticamente intimaste que cuando volvía a mirar al gemelo anclado en la tierra, también se aceleró arriba y por lo tanto mayor.
La otra idea que se menciona con mayor frecuencia es el experimento del tren. Cuando estás en un tren que viaja a la velocidad de una bala cuando pasas un arma disparada, simplemente ves la bala que viaja a tu lado. Cuando estás en un tren que viaja cerca de la velocidad de la luz y pasas un láser disparado, no ves el frente del rayo que circula a tu lado, ¡lo ves pasar a la velocidad de la luz! De acuerdo con Lorentz, esto se debe a que su tiempo es tan lento que simplemente parece tan rápido y si realmente estuviera viajando a la velocidad de la luz, sus moléculas nunca podrían interactuar de un lado a otro, por lo que el tiempo se detendría de todos modos. Esto es sutilmente diferente de SR.
¿Qué? ¡¿¿Cómo??!
Se reduce a la relatividad de la simultaneidad.
En SR, solo podemos hacer pruebas con luz que implique que avance y retroceda. Es una prueba de dos vías. Lo mismo se supone cierto en LET también.
El truco está en las matemáticas. Piense en un nadador tratando de nadar río arriba y luego río abajo; sucede muy lento y muy rápido, incluso si su velocidad está nadando en el agua nunca ha cambiado. Intuitivamente, es posible que haya adivinado que los viajes se igualarían automáticamente, de modo que sería lo mismo que un viaje a fuego lento en una piscina estacionaria de la misma longitud. Esa intuición es completamente falsa. (tarda un poco más)
El truco que Lorentz creó es hacer que el viaje de ida y vuelta de un nadador fluvial se iguale perfectamente para que coincida con un nadador en una piscina estacionaria, pero aquí está la patada: la velocidad aguas arriba es mucho más lenta que aguas abajo. (y el nadador es ligero en sí mismo, por supuesto)
Ohh … esa cosa de la isotropía / anisotropía de la velocidad de la luz? Sí … pero ¿qué tiene que ver esto con la simultaneidad?
Bueno, aquí se vuelve tan complejo que si crees que las otras partes son difíciles de seguir, no te va a gustar mucho una respuesta corta. El problema es que cuando estamos moviendo relojes por aquí y por allá (grandes distancias), el movimiento en sí mismo agrega una distancia adicional para que la luz viaje, por lo que las sincronizaciones de cualquier cosa que no esté exactamente en el mismo lugar se vuelven completamente complicadas.
Aquí hay al menos tres capas de complejidad, aunque podría contarlo como cuatro o más. Sin embargo, tratemos de ser concisos. La primera capa es el cambio a los relojes cuando se mueven; El segundo hecho, estrechamente relacionado, es que la velocidad a la que marcan también cambia; ¡el tercero es que hemos eliminado cualquier forma de detectar si un nadador está en un río o en una piscina! (Hicimos esto porque el experimento de Michelson-Morley parecía indicar esto)
El problema es que, en los términos científicos más estrictos, no se puede decir si es realmente el mismo momento al mismo tiempo en otro lugar (su idea de sentido común de simultáneo) porque actualmente nunca hemos hecho una velocidad de luz unidireccional prueba. Por lo tanto, no tienes prueba y la presunción sin prueba no pertenece a las teorías científicas.
En términos de LET o SR, esto significa que debido a que no está literalmente en una ubicación distante, solo hay algunas formas racionales de sincronizar relojes. Para continuar teorizando, debes asumir que la luz es isotrópica a una velocidad específica basada en tus observaciones experimentales. (Incluso si cree que esa idea es falsa porque cree que el nadador está en un río) Esto dará como resultado no solo que el tiempo sea diferente en un lugar diferente sino que el lugar en sí sea diferente de cierta manera.
“¿Qué?”
Aquí es donde se necesitan conos de luz, etc. para explicar la necesidad de una cuarta dimensión en SR. Baste decir que en SR que dos eventos simultáneos a un observador no son necesariamente simultáneos a otro observador. Pero esto simplemente no es cierto en LET.
Si todavía te aferras a la creencia no probada de que el nadador está en un río (esa luz tiene que viajar río arriba y río abajo si te estás moviendo) como se hace en la teoría clásica de Lorentz, entonces sabes que cualquier experimento que hagas mientras mudarse dará resultados falsos que le harán juzgar mal lo que está sucediendo en otros lugares y precisamente dónde están esos lugares. (misma matemática, diferentes aplicaciones de la misma)
Es decir, en LET, si realizara una prueba de velocidad de luz unidireccional, podría detectar su movimiento porque la velocidad de la luz no sería la misma en todas las direcciones. Si luego supiera que estaba en movimiento, sabría que hay un efecto que es una ilusión que engaña sus estimaciones de eventos distantes.
“¿Qué diablos significa todo eso?”
Significa que, basándose en una creencia actualmente no demostrable, la teoría de Lorentz insinúa que los eventos solo parecen no ser simultáneos según dos observadores que se mueven de manera diferente debido a un truco matemático. Intima los eventos que son simultáneos o no porque no hay una sola verdad sobre el universo. Da a entender que no hay dos distancias literalmente diferentes para los objetos, como las hay en SR, (conos de luz y cuarta dimensión), solo existe la ilusión de diferentes distancias. (solo tres dimensiones)
Según la relatividad, no tienes derecho a asumir nada de eso hasta que lo hayas demostrado científicamente con evidencia experimental. Por lo tanto, hasta que se realice una prueba de velocidad de luz unidireccional, todo en lo que podamos basar nuestras creencias es en nuestros experimentos, independientemente de si creemos que el universo podría estar creando una ilusión que distorsiona nuestra percepción.
LET es completamente relativista, pero también plantea un universo unificado de tres dimensiones con una ilusión de constancia de luz y una ilusión de simultaneidad rota. La cuarta dimensión es solo una notación matemática útil que es simplemente un subíndice adicional en una matriz. No tiene existencia física y, por lo tanto, el espacio y el tiempo no están realmente unificados. Por eso es clásico.
SR agrega otra dimensión tanto literalmente (la cuarta) como figurativa en que incluso aquellas cosas que podrían ser simultáneas desde una perspectiva, literalmente, no son simultáneas desde otra. (incluso teniendo en cuenta el retraso esperado de las señales de luz) Las distancias mismas cambian de manera relativa. Esta es una capa adicional de relatividad. LET es recíproco con solo tres dimensiones, mientras que SR es recíproco en el contexto de una cuarta dimensión. Esto otorga una existencia casi física al tiempo mismo y unifica el espacio y el tiempo. Esta simultaneidad relativa otorga “universos” ilimitados posibles debido al número ilimitado de perspectivas y simultaneidades.
En cierto modo, esto conduce a la mecánica cuántica y la interpretación de “muchos mundos”, que seguiremos adelante …
