¿Son los marcos de referencia inerciales en física realmente “reales”?

Son exactamente tan reales como los sistemas de coordenadas cartesianas, por lo que vale.

Es decir, son formas de etiquetar eventos (cf. puntos) con coordenadas de una manera que explota conceptos que son físicamente significativos y, por lo tanto, fácilmente implementables.

Entonces, por ejemplo, la receta cartesiana dice que elija un punto para que sea el origen, luego elija una dirección para que sea + x, luego extiéndala infinitamente en línea recta para formar el eje x, luego elija una dirección para que sea + y y extienda eso, y elige + z en ángulos rectos para x e y y así sucesivamente.

La receta de Einstein pone tiempo en eso, pero al principio. Primero, elija un evento para que sea el origen del espacio-tiempo y una velocidad para que sea la dirección + ct. Extienda esto infinitamente hacia el futuro de manera inercial (análoga a en línea recta) para formar el eje ct. Luego, elija una dirección en el espacio-tiempo según lo definido por el procedimiento de sincronización de Einstein (cf. en ángulo recto) para que sea x.

“¿Qué tiene que ver la sincronización con el eje x?”, Te escucho llorar. Bueno, así como el eje y se dobla como una línea de referencia de constante x, el eje x también se dobla como una línea de tiempo constante. “¿Por qué necesitarías pensar en tal cosa?”, Dices. Bueno, considere: la naturaleza no le ha dado una herramienta que mida “x”, solo una regla que mida la longitud y le dirá x si la coloca en la dirección que ha llamado x. Tampoco le ha dado una herramienta para y, solo una regla que puede poner en ángulo recto a una x.

Del mismo modo, no hay una hora universal y un reloj no es una herramienta para medirlo. Más bien un reloj es el mismo tipo de cosa que una regla (o más aún, una cinta métrica). Antes de que te diga ct, debes colocarlo en el ángulo (es decir, la velocidad) que has elegido para ser ct. Y si desea conocer el valor de ct remote desde el primer reloj, debe construir algo análogo a un ángulo recto, y en ángulos rectos a la trayectoria de un reloj no está en ángulo recto a un segundo, a menos que ellos ‘ Se mueve en paralelo.

El punto de la relatividad no es tener que preocuparse por su marco de referencia. Es decir, no debe asumir que sus marcos son “reales”. No queremos tener que ajustar nuestros marcos de referencia para hacer física. No hay ninguna razón, por defecto, para que a la Naturaleza le importe dónde y cómo dibujamos nuestros ejes. Las leyes de la física deberían ser todas iguales.

Aristóteles tenía un mundo absoluto muy especial, pero eso no funcionó. Galileo hizo algunas cosas interesantes, y la relatividad galileana funcionó bien durante mucho tiempo. Luego descubrimos algunas cosas realmente molestas sobre la luz. Mucha gente se rascó la cabeza.

La relatividad especial de Einstein solo solucionó parcialmente el problema. Por eso es “Especial”. Es un caso especial. Sospecho que de ahí proviene esta charla de marcos de referencia inerciales.

La relatividad general restauró la comodidad en el universo que tenía Galileo. Puede usar cualquier marco de referencia que desee. Aquí o allá, yendo tan rápido o tan lento, girando, en gravitación, haciendo el Hokey Pokey, moshing en un hoyo. Cualquiera en absoluto.

La desventaja es que realmente tienes que hacer muchos pequeños números para hacerlo. Decenas de miles, estimé aproximadamente. Hay personas que dedican toda su carrera a clasificar las soluciones.

Entonces, en la mayoría de los casos, es mucho más fácil elegir algunos marcos de referencia inerciales. Muchos términos caen a cero, y se vuelve mucho más fácil de entender, y la respuesta suele ser lo suficientemente buena.

Algo es “real” si está implícito en la mejor explicación para un fenómeno. En este sentido, los marcos inerciales son reales.

Sin embargo, es un error común pensar que los marcos de referencia requieren la presencia de algún objeto o algún observador consciente. De hecho, muchos escenarios en relatividad-experimentos mentales discuten la experiencia de mover observadores conscientes. Pero los marcos de referencia son completamente matemáticos.

Y real.

En realidad, el término carece de sentido como la teoría que se deriva de ellos. No hay nada en el Universo que no se acelere fuera de su propio marco de referencia en el que siempre está en reposo. La única referencia que importa es la referencia gravitacional, que será cualquier cosa menos inercial. Más aquí:

Definiendo los conceptos de energía por David Wrixon EurIng en la gravedad cuántica explicada

Creo que esta discusión ayudará a comprender el marco de referencia inercial.
Marcos de referencia inerciales

More Interesting

Relatividad especial: si los fotones no experimentan tiempo y ven sus viajes como instantáneos, ¿por qué experimentamos un retraso entre la emisión y la recepción del fotón?

¿Cómo podemos obtener la velocidad de la luz y qué material podemos usar?

Como humanos, interpretamos todo como objetos tridimensionales (largo, ancho, alto / profundidad). ¿Cómo será si tenemos un mundo donde las cosas tienen una cuarta dimensión adicional (tiempo) que no es unidireccional? ¿Puede nuestro cerebro darle sentido a esto? ¿Podemos lograr viajar en el tiempo?

Cuando viaja a la velocidad de la luz, ¿cómo se ven los objetos estables?

Si viaja a la mitad de la velocidad de la luz, ¿cuánto cambia el tiempo en comparación con un observador que está parado?

¿Se puede calcular la velocidad de la luz sin ningún dato experimental?

¿En qué condición tendrá lugar la aceleración pero cambiará si la velocidad es 0?

¿Qué pasa si hay algo que puede viajar más rápido que la luz? No digas que no, porque aún no lo sabemos. No hemos visto todo el universo, ¿verdad?

Cómo encontrar una masa de un objeto que se mueve en el espacio libre con velocidad constante sin cambiar su velocidad

¿Cómo sigue viajando la luz a la velocidad de la luz independientemente de su impulso?

Si estoy en una nave espacial que se mueve a la mitad de la velocidad de la luz, ¿no se recupera un fotón que golpea la nave espacial a 2.5c?

¿Por qué ocurre la contracción de Lorentz mientras que la dilatación del tiempo sola puede conservar la velocidad de la luz?

¿Por qué el signo del componente de tiempo es diferente del de los componentes de espacio en la métrica?

¿Cómo verifican los científicos la dilatación del tiempo experimentalmente?

¿Cómo se relacionan la velocidad y la velocidad? ¿Cómo se determina esto?