Dado que los efectos gravitacionales siempre están presentes, ¿se puede probar realmente la relatividad especial?

La teoría especial ha sido exhaustivamente probada. Cada vez que un acelerador de partículas está operando y tomando datos, hay pruebas implícitas y usualmente explícitas de los datos. Dado que el campo gravitacional es casi completamente constante dentro de cualquier acelerador de partículas útil, los efectos gravitacionales no importan.

La teoría también se prueba en cualquier caso en el que los cambios de masa y otros términos de energía aumenten o disminuyan en consecuencia. Tales cambios a nivel de partícula son tan locales que los campos gravitacionales son efectivamente totalmente constantes durante los cambios.

Tenga en cuenta que con la teoría especial, como con cualquier teoría en la ciencia, no podemos probar directamente la teoría, que es un conjunto de declaraciones objetivas. Solo se prueban las cosas derivadas de los enunciados que forman la teoría. Esta es la razón por la cual una teoría universal en la ciencia nunca puede ser absolutamente probada. OTOH, las derivaciones cuantitativas de la teoría especial se han probado tantas veces con resultados consistentes que sería sorprendente si la teoría fuera derrocada en su dominio de aplicabilidad.

La configuración nominal del GPS consiste en una red de 24 satélites en órbitas altas alrededor de la Tierra, pero hasta 30 satélites pueden estar en la estación en cualquier momento dado. Cada satélite en la constelación GPS orbita a una altitud de aproximadamente 20,000 km del suelo, y tiene una velocidad orbital de aproximadamente 14,000 km / hora. Los relojes que funcionan dentro de estos satélites deben corregirse para los cambios observados relativistas generales y relativistas especiales.

Debido a que un observador en el terreno ve los satélites en movimiento en relación con ellos, la Relatividad Especial predice que deberíamos ver sus relojes marcando más lentamente. La relatividad especial predice que los relojes atómicos a bordo de los satélites deberían retrasarse unos 7 microsegundos por día debido a la velocidad de tictac más lenta debido al efecto de dilatación del tiempo de su movimiento relativo.

Además, los satélites están en órbitas muy por encima de la Tierra, donde la curvatura del espacio-tiempo debido a la masa de la Tierra es menor que en la superficie de la Tierra. Una predicción de la relatividad general es que los relojes más cercanos a un objeto masivo parecerán más lentos que los ubicados más lejos. Como tal, cuando se ven desde la superficie de la Tierra, los relojes en los satélites parecen estar funcionando más rápido que los relojes idénticos en el suelo. Un cálculo que usa la Relatividad general predice que los relojes en cada satélite GPS deberían adelantarse a los relojes terrestres en 45 microsegundos por día.

La combinación de estos dos efectos relativíticos significa que los relojes a bordo de cada satélite deberían marcar más rápido que los relojes idénticos en el suelo en aproximadamente 38 microsegundos por día (45-7 = 38).

GPS y relatividad

Si. En primer lugar, uno prueba la teoría de la relatividad . La relatividad especial no es una teoría diferente de la relatividad (solo el caso donde la curvatura del espacio-tiempo es insignificante). Si se quiere predecir el resultado de un experimento, o diseñar un experimento, se suman todas las cosas que podrían tener efecto en el experimento. En algunos casos, los efectos del espacio-tiempo son insignificantes en otros casos no.

Esto es cierto en toda la física: suma lo que tiene algún efecto significativo. Si algo tiene un efecto de 0.00000000001 y su equipo tiene una sensibilidad de 0.0001, puede descuidarlo para las predicciones del resultado del experimento.

La ciencia es lo más importante en la medición. Cuando se mide que el efecto de la gravedad es insignificante, por supuesto, SR puede ser probado.