En relatividad general, ¿puede convertir la energía en impulso cambiando su marco de referencia?

El impulso de cuatro vectores es

[matemáticas] P ^ μ = \ big (γmc, γmv_x, γmv_y, γmv_z \ big) [/ math],

donde [math] γ [/ math] es el factor de Lorentz [math] \ frac {1} {\ sqrt {1- \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}}} [/ math].

[matemática] P ^ 0 [/ matemática] es la energía del cuerpo dividida por la velocidad de la luz que proviene de la ecuación de Einstein [matemática] E = γmc ^ 2 [/ matemática].

En un marco de descanso [matemática] γ = 1 [/ matemática], entonces su impulso de cuatro vectores es

[matemática] P ^ μ = \ grande (mc, 0,0,0 \ grande) [/ matemática].

Aquí he graficado [matemática] P ^ 0 [/ matemática] (azul) y algún componente x, y, o z del momento (rojo):

Aquí 1 representa la velocidad de la luz. Puede ver cómo un objeto se mueve desde un marco de descanso con momento cero y energía [matemáticas] mc ^ 2 [/ matemáticas], tanto su impulso como la energía aumentan.

No diría que cambiar los marcos convierte la energía en impulso porque, en cierto modo, son aspectos similares de la misma cosa. Diría que los valores de energía e impulso dependen definitivamente del marco de referencia.

A medida que se mueve de un marco de referencia a otro, transforma el vector 4-dimensional de energía-momento. Sí, eso se describe comúnmente como convertir energía en impulso, o impulso en energía, aunque eso no es del todo exacto. Esto es cierto tanto para la mecánica relativista como para la newtoniana.

Sin embargo, hay una diferencia. En la mecánica newtoniana, el vector espacio-temporal de 4 dimensiones es invariable bajo un cambio de marco de referencia. Esto no es cierto en la mecánica relativista, donde el vector espacio-temporal de 4 dimensiones también se transforma por un cambio de marco de referencia, de modo que el tiempo y el espacio ya no son cantidades invariables.

No hay impulso ni energía son propiedades físicas diferentes. Tienen diferentes dimensiones y unidades, por lo que no se pueden convertir entre sí.

No hay otro ejemplo que sea obviamente más erróneo, pero la razón fundamental de la imposibilidad es la misma.

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