Relatividad especial: ¿Cuál es la masa de un sistema relativista?

¡Tienes razón! Sí, su elección 1 es lo que generalmente se llama masa invariante, y es una cantidad que los observadores pueden acordar en todos los marcos de referencia. La masa invariante incluye contribuciones además de las masas en reposo de partículas constituyentes; esta es la razón por la cual los experimentos colisionadores pueden hacer partículas pesadas al aplastar las ligeras (sus momentos contribuyen a la masa invariante total).

La opción 2 está lista, porque la energía no es invariable, es decir, las personas en diferentes marcos ven una cantidad diferente de energía.

La suma de las masas de las partículas constituyentes es una cantidad fina, pero no es la cantidad que llamamos masa invariante.

Cuando pasamos de la relatividad especial a la relatividad general, definimos a las masas en términos de cómo gravitan (cuán fuerte atraen las cosas gravitacionalmente). Resulta que no solo gravitan las masas de las partículas constituyentes: el impulso también gravita, y la presión, y las tensiones anisotrópicas contribuyen a la masa gravitacional de un objeto. Pero esa es otra pregunta.

Podríamos agregar que en el marco del centro del momento (COM) (también llamado marco del centro de masa), donde p en la ecuación anterior es cero para el sistema, tiene el hecho interesante de que E = my la masa es el * total * energía (c = 1).

Entonces, en ese marco (y ese solo) la masa invariante es la misma que la “masa relativista”. Pero el marco COM es en el que se pesan los sistemas, lo que significa que generalmente se pesa la energía total de un sistema. Entonces, toda la energía en un sistema le da peso. Incluso la energía cinética. Incluso los fotones atrapados en el sistema, y ​​aunque estos fotones (considerados cada uno por sí mismos) no tienen masa invariable. Los sistemas de fotones tienen masa invariable si se ven en el marco donde cancelan los momentos. Esto causa gran confusión. Se ha debatido aquí en Quora.

Pero el Dr. Stein es correcto y, de hecho, la respuesta es 1. Solo tenga en cuenta las cosas extrañas que suceden a esa relación m ^ 2 = E ^ 2-p ^ 2 en el marco COM donde p = 0 para un sistema de cosas en movimiento . Si el sistema es un objeto, ese es el marco donde está “en reposo”. En ese marco, la energía total se convierte en energía invariante, y la masa relativista se convierte en masa invariante. Los dos tipos de energía y los dos tipos de masa son todos iguales cuando se ven desde el marco COM. Y en el marco COM aparece un “sistema” cerrado en reposo, incluso si contiene componentes que no lo son. Es solo en este marco COM de “descanso” que esto es cierto, pero este marco es el más común que se encuentra en la vida cotidiana.

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