HAY DEJO EL LIBRO SOBRE LA TEORIA DE LA RELATIVIDAD GENERAL.
"DIOS NO JUEGA A LOS DADOS" Albert Einstein".
"LA CIENCIA Y EL ABSOLUTISMO SON INCOMPATIBLES" Yo.
La descarga del libro es gratuita, pero no por eso deja de tener sus derechos de autor.
I. TEORÍA DE LA RELATIVIDAD DE ALBERT EINSTEIN
La Teoría de la Relatividad de Albert Einstein se desarrolló dos etapas o teorías físicas diferentes, la primera de ellas,
la Relatividad Especial (RE) o relatividad restringida, establece la relatividad del tiempo. No obstante, necesita la segunda, la Relatividad General (RG), para
solucionar numerosas lagunas tanto de concepto como experimentales.
Se podría decir que la Teoría de la Relatividad de Einstein es un edificio donde las primeras plantas corresponden a la RE y las más altas a la RG.
Aunque técnicamente la Teoría de la Relatividad General (1916) incluye a la Teoría de la Relatividad Especial (1905), en muchos casos, se mantiene
la terminología por separado para indicar las dos partes principales de la física relativista.
A pesar de la falta de cimientos del edificio, yo aspiraba, como muchas otras personas, a
comprender estas famosas teorías físicas por puro amor a la ciencia, pero no lo he conseguido. Muy al contrario, se ha fortalecido mi
primera impresión y he llegado a la conclusión de que tanto la RE como la RG de la física relativista están equivocadas respecto al pobre tiempo y, por extensión, respecto a bastantes cosas
más.
Al mismo tiempo, es necesario recordar que con la actual definición de segundo, las teorías de Einstein son correctas formalmente puesto que el intervalo de tiempo que se utiliza como unidad de
tiempo se ve afectado por cambios en la gravedad o en la velocidad del átomo de cesio a que se refiere.
Si es difícil entender estas teorías de Einstein, más complicado será criticarlas o
entender los ataques, puesto que una sátira sin saber de qué no puede tener mucha fuerza. Por ello, he intentando exponer brevemente su contenido desde un punto de vista ortodoxo antes de
explicar los argumentos en contra.
Más complicado todavía es criticar las dos teorías de Einstein
por ser contradictorias, ya que lo que no afirma una lo afirma la otra y viceversa. Son como
teorías gemelas que se llevan mal.
Algunas de las características principales de este libro en línea son:
z Objetivo.
Indudablemente, la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein en su conjunto es una de las teorías más complejas de la historia
de la ciencia y, junto a la de Darwin, de las que más controversia ha aportado a pesar
de los múltiples experimentos que supuestamente la han confirmado.
Quizás se deba, al margen del AMEISIN estilo relativista de escribir de Albert
Einstein, a que en realidad muchos de esos experimentos son puramente
mentales y porque supone un cambio de modelo explicativo de la realidad física que implica diversas materias o sub-modelos, donde
algunos son, o a mí me lo parecen, correctos pero otros no. En un sentido más amplio la relativitas causa sería el conjunto de las denominadas casualidades despistantes.
El objetivo de este segundo libro digital es poner de manifiesto que las
explicaciones sobre la Teoría de la Relatividad de Einstein y el tiempo relativista son francamente deficientes si no totalmente equivocadas;
contribuyendo a alejar el conocimiento de las teorías de Física Moderna y la propia comunidad científica del conjunto de la sociedad más allá de lo natural. Se trata de realizar, de
alguna manera, una crítica destructiva aún reconociendo sus puntos positivos.
Lo que se pretende es señalar sus puntos más débiles y
presentar interpretaciones de los hechos más acordes con el sentido común, para finalmente proponer la Teoría de la Equivalencia Global
como una nueva teoría de todo con experimentos concretos que la confirmen, como los
experimentos Gigachron y el Lejano Michelson-Morley o LISA en terminología de la NASA.
Es gracioso que, por una parte, la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein en
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 4 28/05/2010 sí no esté tan equivocada como las explicaciones que dan sus defensores y, por otra,
esté mucho más equivocada de lo que podrían sospechar. De hecho, tiene partes consistentes convencionalmente;
por ejemplo, el tiempo, tal y como está definido en la actualidad, es relativo; pero lo que no tiene mucho sentido es que la definición
oficial de la unidad de tiempo sea sensible al campo gravitatorio o la velocidad; ya que lo
lógico hubiera sido fijarlo para
unas condiciones concretas.
Destinatarios.
Este libro online gratis está principalmente dirigido a personas interesadas en
el tema de la RE o relatividad restringida y la RG de Albert Einstein, pero no
necesariamente especialistas en la física relativista; aunque espero que a éstos
últimos les sea de utilidad para replantearse aspectos esenciales de la teoría; en particular, los derivados puramente de la supuesta relatividad
del tiempo y del espacio.
Algunos conocedores de la física relativista seguramente se encontrarán
incómodos con la lectura y la abandonen, pero espero que no sea por el estilo
sino por la negativa a admitir la posibilidad de que los principios de la
relatividad estén totalmente descaminados. Negativa razonable y respetable por otra parte, habida
cuenta del tiempo transcurrido desde que se formalizaron y la práctica unanimidad entre la doctrina científica al
respecto.
Hablando de expertos en la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, si el lector es uno
de ellos quizás pueda contestar a la siguiente pregunta: ¿Desde cuándo la Teoría de la Relatividad es correcta formalmente?
Otras preguntas interesantes serían: ¿Por qué se atrasan los relojes atómicos en una nave espacial? ¿Se podría considerar como un error de
medida o como que los relojes se alteran por arte de magia? En definitiva, ¿Cuáles son los
mecanismos internos que hacen que un reloj se desincronice? ¿Existe la gravedad o es una propiedad matemática de la nada?
Si el lector no es experto en física relativista, las preguntas anteriores a cualquiera que lo sea pueden resultar
alentadoras.
Lo primordial son los conceptos intuitivos básicos y no las fórmulas
complicadas, porque si se pierden los primeros, las segundas no nos dirán absolutamente nada, o en todo caso, nada que podamos
comprender.
Estilo.
Si en el libro de la Ecuación del Amor intervienen la ciencia y la metafísica, en el libro de la teoría del todo sobre de la Teoría de la Relatividad aparece el humor, Teoría de La Relatividad
Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 5 28/05/2010 no por propia voluntad sino porque cuando se habla del
continuum y de nuevas dimensiones en la física relativista y pienso que la ciencia se intenta justificar
en dimensiones no reales, no puedo evitar una pequeña sonrisa provocada por el cruce de ideas inducido.
En consecuencia y para amenizar la dureza de los razonamientos sobre los principios relativistas el estilo es algo informal en
ocasiones.
Ahora bien, conviene no olvidar que la nueva teoría de todo que supone la Teoría de la Equivalencia Global tiene
carácter científico, pues presenta y propone experimentos físicos factibles o no mentales para confirmar sus afirmaciones.
Contenido.
Los aspectos más importantes del libro en línea de crítica de la física relativista
son los siguientes:
En la introducción, intentando entender el desatino ocurrido, se ha
incluido una lista de las casualidades despistantes que contribuyeron a la aceptación de la Teoría de Relatividad de Albert Einstein, a pesar de su desafortunado maltrato al tiempo, al espacio y
a todas nuestras neuronas.
El contexto histórico en que los principios relativistas se desarrollaron y
sus antecedentes inmediatos.
Descripción básica de los postulados y principios que conforman la
Teoría de la Relatividad Especial como la noción de sistema de referencia, sistemas inerciales, relatividad del tiempo y del
espacio y masa relativista.
Comentarios críticos sobre los postulados y principios relativistas
anteriores.
Errores más comunes que contienen las innumerables demostraciones de
la física relativista.
Un breve apartado dedicado a la Teoría de la Relatividad General de Albert
Einstein, que dice eliminar la clásica paradoja de los gemelos, pero lo que
hace es generar su propio complejo paradójico de matemáticas súper
complicadas y reconocer implícitamente que la Relatividad Especial es
errónea.
Después de tanta destrucción y de la masiva confusión sobre si la velocidad de la luz sí o si la velocidad de la luz no, espero que se entienda algo mejor la Teoría de La Relatividad Especial y
General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 6 28/05/2010 Relatividad de la Física Moderna y sus puntos débiles respecto
a las relaciones normales entre el espacio y el tiempo (definición clásica de velocidad) y entre la
gravedad, la masa y el concepto de energía como propiedad de la materia engeneral.
En todas las páginas figuran los enlaces relacionados donde se incluyen los librosonline gratis de ciencia moderna en que se ha dividido la exposición de la nueva teoría de unificación, teoría
del todo o, mejor dicho, Física Global. Esta división se debe a numerosas razones como el carácter metafísico o científico experimental del libro, su dificultad matemática, la materia
tratada o la presentación en Internet.
Finalmente, el libro online de la Ecuación del Amor incluye un apartado con un resumen completo de todos los libros
en línea de ciencia del bloque de enlaces relacionados con la Física Global (Glóbica o Glóbics) y su teoría del todo o Teoría de la
Equivalencia Global.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
II. RELATIVIDAD ESPECIAL
Antes de empezar a hablar de la ley de relatividad restringida, conviene situar históricamente la Teoría
de la Relatividad Especial (RE) con la mención de algunos avances de la ciencia más o menos contemporáneos a la misma:
z 1896 - Descubrimiento de la radioactividad natural por A. H. Becquerel.
z 1897 - J. J. Thomsom descubrió el electrón.
z 1900 - Hipótesis sobre la energía y los cuantos de Max Planck, que sitúa el
origen de la Mecánica Cuántica.
z 1905 - Teoría Especial de la Relatividad de Albert Einstein.
z 1913 - Modelo atómico de N. Bohr
z 1916 - Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein.
z 1924 - L. De Broglie propone la dualidad onda-corpúsculo.
z 1926 - E. Schrödinger propone su ecuación de onda para el átomo de hidrógeno.
z 1927 - Principio de incertidumbre de W. K. Heisenberg.
z 1932 - J. Chadwick descubre experimentalmente el neutrón.
z 1942 - Primera reacción nuclear en cadena en un reactor nuclear llevada a cabo por E. Fermi
A la vista de esta lista, una idea surge inmediatamente, la Relatividad Especial de Albert Einstein fue realmente una
teoría muy osada.
Al mismo tiempo y sin quitarle el mérito negativo a la relatividad restringida, después de apuntar
sus antecedentes inmediatos nos daremos cuenta de que la teoría de Einstein no era tan revolucionaria ni tan original en el momento en que
salió a la luz. Sin embargo, el proceso en su conjunto sí se puede considerar totalmente revolucionario, a lo
que yo añadiría: ¡De mala suerte y un poco desesperado!
En este libro en línea existen dos apartados previos al estudio sistemático de todo sobre la Relatividad Especial de Einstein. En el primero,
¿Qué es la relatividad?, se expone la lista de Casualidades despistantes como pequeño resumen de por qué
se aceptó la Teoría de la Relatividad Especial (RE) y, finalmente, mi concepto de la relatividad restringida, a modo
de conclusión adelantada de forma que el lector pueda ir entendiendo la filosofía del presente libro en línea.
El segundo apartado versa sobre las ecuaciones de Maxwell, las transformaciones de Lorentz y los postulados de Poincaré como antecedentes
inmediatos de la física relativista que, junto al contexto citado, forman el conjunto de ideas que provocó la
errónea interpretación por Albert Einstein y la comunidad científica del experimento del Michelson-Morley.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 8 28/05/2010 Sobre el contexto histórico de la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein trata el
Cuento de la abuela, con un formato de juegos de palabras sobre la experiencia como madre de la ciencia y de cuento de miedo y misterio por el camino tomado por la ciencia moderna del siglo
pasado.
Por supuesto que se cometieron otros muchos errores, que se van citando en el análisis de cada
uno de los principios de la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein y que figuran clasificados en el apartado de este libro
online de Errores de la física relativista. No obstante, estoy convencido de que dichos errores no se hubieran producido o
se hubieran superado sin dificultad de no ser por la citada interpretación del experimento de Michelson-Morley.
En el tercer apartado de este libro en línea, además del concepto de los postulados de la Teoría de la Relatividad Especial de Albert Einstein, se estudian los elementos de la relatividad
restringida con una presentación neutra para tener una base sobre la que dirigir las críticas a aquellas partes de la teoría de Einstein que considero erróneas. Todo ello
intentando limitar en lo posible la utilización de las matemáticas o manteniendo un nivel lo más general y
sencillo posible.
En particular se comentan, por un lado, la problemática planteada por algunos delos elementos terminológicos o conceptos más utilizados por
la física de la relatividad de Einstein, bien sea por su confusión, su complejidad o por ambas
cosas; y, por otro, incorrecciones puntuales e interpretaciones erróneas de los experimentos (muchos de ellos
puramente mentales) que sustentan la Relatividad Especial y General en la actualidad.
Aquellas personas que quieran profundizar en la teoría de Einstein no tendrán ningún problema si
consultan cualquier libro de introducción a la Física Moderna.
Yo recomendaría libros del curso de acceso a la universidad, libros de primero de facultad o libros de divulgación científica, porque me temo
que los libros especializados sobre relatividad restringida pueden ser demasiado enrevesados y centrarse mucho en
las matemáticas y en experimentos mentales, dado que no existe un espacio sin gravedad.
En Internet también existe abundante webografía sobre la relatividad restringida.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 9 28/05/2010 ¬II.a)
¿Qué es la relatividad?
¡Es una teoría científica! En las argumentaciones para explicar qué es la relatividad, casi siempre acaba apareciendo una cita al método científico en el sentido de que toda teoría, aunque esté
aceptada generalmente, puede ser errónea. ¡Qué casualidad!
Y luego, como si fuera un cuento de hadas, añaden eso de que una teoría nueva siempre tiene que recoger la anterior como un caso particular. Parece increíble que se olviden del estado actual del
sistema tolemaico o famosa teoría de que la Tierra era el centro del universo; sin duda se trata de una manifestación más de la cultura de la ignorancia. Supongo que lo que intentan de verdad es
convencerse a sí mismos porque no acaban de conseguirlo.
El tiempo es relativo por la Teoría Especial de la Relatividad de 1905 y con posterioridad por
la Relatividad General (RG) de 1916. Sin embargo, la segunda afecta al tiempo por establecer el principio de equivalencia entre la gravedad y
los sistemas acelerados y, por lo tanto, con los efectos temporales del movimiento en la Relatividad Especial.
Citemos brevemente un conjunto de casualidades que hicieron posible una interpretación tan errónea de la
Física Moderna que obligó a cambiar la propia filosofía de la ciencia.
z Casualidades despistantes.
La dificultad filosófica de admitir que la luz es arrastrada por la Tierra
(globina o estructura reticular de la gravedad), por suponer una vuelta al
centralismo terráqueo; que tantos quebraderos de cabeza había supuesto
para el desarrollo de la ciencia moderna.
La subjetividad real y la relatividad imaginaria del tiempo.
La inexperiencia de principios del siglo pasado y su madre la inocencia,
que será la bisabuela de la ciencia.
La tendencia de la ciencia de seguir avanzando o, al menos, de no
retroceder.
La coincidencia del sistema de referencia espacial de la Tierra con el
sistema de referencia natural o sistema privilegiado de la luz en la Tierra
La Relatividad General de Einstein establece esta característica sin
reconocerlo)
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
La realidad de algo parecido a la masa relativista y a la equivalencia energía
masa, aunque sea una equivalencia parcial o contextual.
El teorema de Pitágoras con las ecuaciones de Lorentz y la relación
cuantitativa entre masa y velocidad o energía cinética.
La complejidad matemática del modelo relativista, mezclada con una
excesiva influencia filosófica, que hizo que se resintiera el método
científico y se perdiera el imprescindible sentido común en cuanto al
predominio de la razón sobre la utilidad.
En mayor o menor medida, pero sin duda con efectos reales, la
coincidencia de los intereses profesionales con el incremento de la
abstracción en esta materia.
El ameisin estilo de redacción de Albert Einstein y su control intuitivo de
las matemáticas.
Los efectos reales de la gravedad sobre la masa y la
energía
electromagnética recogidos en la Relatividad General y su encadenamiento
al punto más incorrecto de la Relatividad Especial.
La morbosidad de los viajes en el tiempo y la idea de inmortalidad.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Mi concepto de la Relatividad Especial.
Los dos postulados de la relatividad restringida (RE) de Albert Einstein son puramente matemáticos y muy elegantes. Suponen una forma
sutil de decir lo que se quiere decir, pero manteniendo un alto nivel de oscurantismo.
Se necesita complicarla exageradamente para ocultar sus debilidades. Por
ejemplo, ¿De dónde sale que la velocidad máxima es c en todo el universo?,
¿Cómo se explica que la velocidad de la luz sea c medida desde la propia Tierra y también sea c la velocidad del mismo fotón medida desde el Sol a pesar de la velocidad de la Tierra respecto al Sol?
¿Por qué no dice que para cada punto del espacio las unidades físicas de la mayoría de las
magnitudes del Sistema Internacional de Unidades representan realidades físicas diferentes?
Otro ejemplo de claridad expositiva, el segundo postulado de la Teoría de la Relatividad Especial de Albert Einstein hasta
se podría interpretar como que las fórmulas de las leyes de la física se expresarán igual en castellano, en inglés y en todos los idiomas.
En dicho caso, no nos quedaría más remedio que relativizar las palabras
castellanas, inglesas... de paso tendríamos que relativizar los adjetivos, adverbios y demás
figuritas gramaticales.
Si todavía encontrásemos algún problema con los significados obtenidos al aplicar los significantes apropiados, siempre podríamos recurrir a
relativizar la estructura lingüística a través de un pequeño defecto geométrico de los libros de gramática o arrancar hojas directamente en caso
de ligera desesperación física o mental.
¡Cuidado! ¡Qué fácil resulta despistarse a veces!
Sin el experimento de Michelson-Morley no creo que existiera la física de la
relatividad de Einstein, mi interpretación de los resultados de este
experimento es que la luz se desplaza sobre la gravedad como si ésta fuese en
cierta medida el éter buscado por los clásicos pero con otras características, entre las que cabría destacar el ser un éter
móvil.
Para demostrarlo, en el libro en línea de Experimentos de física se propone el
experimento complementario que llamo "Lejano
Michelson-Morley" (LMM) porque sería igual al Michelson-Morley pero alejado del campo gravitatorio de la
Tierra. (Un experimento idéntico pero con otros fines está previsto por la NASA para el año 2010,
el experimento se llama LISA)
Los resultados del LMM deberían ser contrarios a los del experimento Michelson-Morley e iguales a los inicialmente esperados por los clásicos.
Es cierto que la velocidad y la gravedad comparten muchas características físicas pero eso no significa que sean idénticas.
En definitiva, mi opinión de lo que es la relatividad restringida (RE) es que me
parece un error de interpretación múltiple de la realidad provocado por
numerosas coincidencias, entre las que podemos destacar la realidad de la equivalencia entre masa y
energía y la omnipresente ley del inverso del cuadrado.
Supongo que la Relatividad Especial de Albert Einstein desaparecerá sin
necesitar de ninguna teoría que la sustituya puesto que lo único que hace es
enmascarar la realidad con matemáticas complicadas y cuándo los errores o contradicciones son obvios ceder la explicación a la RG, como
en el caso de la paradoja de los gemelos. Es más, en la ortodoxia actual sólo existe la última, aunque la RG contiene la RE como un análisis parcial.
En otras palabras, lo que quedará será la parcela más o menos correcta de la
masa relativista y los efectos artificialmente explicados por la Relatividad General de Einstein, que obviamente cambiarán hacia una justificación más racional.
La nueva Teoría de la Equivalencia Global se perfila como una teoría del
todo. Dicha teoría física intenta sentar un nuevo paradigma donde el tiempo,
la energía y otros conceptos se definen sin necesidad de dimensiones
espaciales adicionales.
Una gran ventaja de la desaparición de las teorías de Albert Einstein será que
las mentes de los científicos volverán a ser mucho más intuitivas y se dejará de
desaprovechar una enorme cantidad de energía mental.
II.b) Precursores de la Teoría de la Relatividad
A finales del siglo XIX la Mecánica Clásica de Newton y de la relatividad de Galileo estaba consolidada y funcionaba razonablemente bien. Pese a ello, había cosas que se le
escapaban y no terminaban por cuadrar, eran los temas ya citados del electromagnetismo, la naturaleza de la luz, su velocidad y
la estructura elemental de la materia.
Estos intrigantes temas de física incitaban a los científicos a elucubrar sobre posibles soluciones, en
cierta forma, en la actualidad ocurre lo mismo con otros problemas. ¿Quizás haya sido siempre así?
Por analogía con el resto de los tipos de ondas conocidas, se consideraba que la luz necesitaba para su transmisión un medio.
Este modelo a confirmar estaba basado en el éter, medio donde la luz se transmitía, y a
través de dicho modelo se esperaba encontrar la velocidad absoluta de un objeto dependiente de un sistema de referencia universal; puesto que
la Tierra ya no era el centro de la creación y el sistema tolemaico estaba totalmente descartado hacía ya mucho
tiempo.
II.b.1. Las ecuaciones de Maxwell
Las ecuaciones de Maxwell describen el movimiento de la luz. Como es un movimiento ondulatorio, las
ecuaciones de Maxwell incorporan una innegable complejidad matemática por la forma sinusoidal de las ondas.
En 1869 las ecuaciones de Maxwell, al permitir calcular la velocidad de la luz o,
en general, las ondas electromagnéticas de forma teórica, empujaron a los científicos de la época a buscar elementos para apuntalar el
modelo clásico y queincorporasen la dinámica del movimiento de la luz.
La velocidad de la luz determinada por las ecuaciones de Maxwell se comprobó experimentalmente por Hertz en 1887
Lo que nadie esperaba era que, lo que Maxwell calculó para un medio soporte de la luz con unas condiciones concretas, se acabase incorporando a nivel de axioma o postulado de la
relatividad restringida de Einstein, sin necesidad de un medio o con independencia del mismo.
Mientras no se detectará dicho éter se asumía su no existencia; el error final se cometió con la llegada de la
Teoría de la Relatividad de Einstein y su interpretación del experimento Michelson-Morley.
En otras palabras, se incluye el movimiento de la luz en el vacío con independencia de las condiciones del mismo. Curiosamente, después incorporará el efecto de la condición de la intensidad gravitatoria a través del
Principio de Equivalencia de la Relatividad General.
En Wikipedia, he visto una curiosidad que he oído muchas veces, se refiere a que la ecuación de onda electromagnética de Maxwell predecía una
onda que, contraria a las ideas de la época, no necesitaba un medio de propagación; la onda electromagnética se podía propagar en el vacío debido a la generación mutua de los campos
magnéticos y eléctricos.
Por fin he comprendido el error que se comete en tal afirmación y es que en la época de Maxwell se
pensaban muchas cosas, unas correctas y otras incorrectas.
En este caso se acepta a priori el contenido del pensamiento incorrecto de la ecuación de onda electromagnética y,
por lo tanto, la conclusión será igual de incorrecta; es decir, por una parte no se acepta que una onda necesite un medio para propagarse y, por otra, se
admite la idea incorrecta, que las fuerzas electromagnéticas se propagan en el vacío.
Lo de la generación mutua mejor no comentarlo. Bueno, fue una idea ingeniosa…
La Mecánica Global entiende el denominado campo eléctrico y campo magnético de la ecuación de onda electromagnética como las componentes perpendiculares entre sí necesarias
para definir la fuerza de torsión, pues ésta se encuentra en el plano perpendicular al de la
dirección de la propagación de la onda. En otras palabras la diferencia entre el campo magnético y
eléctrico es totalmente convencional por causas históricas.
Claro que no sólo en época de Maxwell sino que en casi todo el siglo XX, y todavía, siguen confundiendo
el vació con el vacío global, como en Wikipedia; no obstante, algunas teorías cuánticas ya empiezan a reconocer que el vacío clásico no es tan vacío como se creía en la época de Maxwell.
Además se produce un problema epistemológico peligroso de filosofía de la ciencia, para aceptar una proposición se propone como
argumentación que como se aceptaba en el pasado, ahora tiene que ser cierta. ¡Ciertamente interesante!
En el apartado Propiedades de las ondas de luz o fotones del libro en línea de la MecánicaGlobal se profundiza sobre el movimiento relativo de la luz y las ecuaciones de Maxwell.
II.b.2. El experimento de Michelson-Morley
El experimento de Michelson-Morley sobre el movimiento relativo de la luz es el causante directo de la Teoría de la
Relatividad de Einstein y sin él seguramente noTeoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 15 28/05/2010 existiría. Su
descripción y análisis se realiza con detalle en el libro en línea de Experimentos de Física. Asimismo, se propone un nuevo
experimento de física para salir de dudas, no solo es factible sino que está prevista su realización para el 2010
por la NASA.
II.b.3. Las transformaciones de Lorentz
z Concepto movimiento relativo.
El principio de relatividad de Galileo dice que cualquier experimento mecánico
efectuado en un sistema en reposo se desarrollará exactamente igual que en un sistema en movimiento respecto al primero con una velocidad "u" constante o movimiento rectilíneo uniforme
(MRU).
Nótese que movimiento relativo y movimiento es lo mismo pues por el principio de relatividad de Galileo todo movimiento necesita un sistema de referencia.
De ahí que en este tema concreto sean equivalentes las expresiones movimiento relativo uniforme y movimiento rectilíneo uniforme, además ¡MRU vale para las dos!
Lógicamente, al establecer Galileo que la Tierra se movía alrededor del Sol, este principio supone restablecer la validez de la ciencia
y los experimentos en la Tierra como si ésta se encontrase en reposo. ¡Cómo antes!
Del principio de relatividad de Galileo se deducen unas ecuaciones de
transformación del movimiento relativo de un sistema de referencia a otro (S y S') que lo único que hacen es efectuar el cambio de origen de coordenadas en función del desplazamiento relativo
entre sistemas.
Si ajustamos dicho desplazamiento en el eje x, las ecuaciones o transformaciones de
Galileo serían:
x' = x - u t
y' = y
z' = z
t' = t
Las ecuaciones o transformaciones de Lorentz consisten, al igual que las
de Galileo, en el establecimiento de un mecanismo de transformación de
valores entre sistemas de referencia (S y S') con movimiento relativo con velocidad u entre ellos,
pero con una velocidad máxima c igual para dichos sistemas de referencia. Es decir, la velocidad máxima no sería aditiva con el cambio de
referencia del origen.
No voy a entrar ahora en el juego matemático de las ecuaciones de Lorentz
para mantener la exposición sencilla, pero conviene decir que se trata de una
transformación asintótica de las variables del espacio y el tiempo que
permiten mantener la condición de velocidad máxima y la transformación
inversa de forma biunívoca. El único problema
derivado de las transformaciones de Lorentz para el movimiento relativo es que crean un punto de indeterminación cuando u = c de naturaleza puramente
matemática, que recibirá el nombre de singularidad en la física relativista de Einstein.
Detalles sobre la deducción de las ecuaciones de Lorentz del teorema de
Pitágoras se encuentran en las páginas de este libro en línea sobre el
Espaciotiempo y del propio Teorema de Pitágoras.
Para simplificar las ecuaciones o transformaciones de Lorentz se definen las siguientes constantes auxiliares:
ß = u / c ;¬¬¬¬¬¬¬ J = (1 - ß ²)-½
Quedando las transformaciones de Lorentz:
x' = J(x - u t)
y' = y
z' = z
t' = J(t - x ß/c)
Como vemos, t' es diferente de t, es decir el tiempo convencional o medido
desde un sistema de referencia no coincide con la medición desde el otro sistema de
referencia una vez realizadas las transformaciones de Lorentz correspondientes.
Lorentz demostró que las fórmulas del electromagnetismo son las mismas en
todos los sistemas de referencia en movimiento relativo solamente cuando se utilizan estas ecuaciones de transformación propuestas en
1892.
Es evidente que estas transformaciones se reducen a las de Galileo cuando la
velocidad relativa u o movimiento relativo del sistema S' respecto de S es pequeña en relación con la velocidad máxima c.
Como era de esperar, existen también ecuaciones de transformación de las velocidades o fórmula relativista de adición de velocidades,
que expongo a los exclusivos efectos de remarcar su complejidad:
v'
x
= (v
x
- u ) / (1 - v
x
u /c²)
v'
y
= v
y
/ J (1 - v
x
u /c²)
v'
z
= v
z
/J(1 - v
x
u /c²)
Recordemos que el movimiento relativo se ha ajustado para que se produzca
únicamente en el eje x, y que tanto ß como J son las constantes auxiliares mencionadas anteriormente.
z Análisis crítico de las transformaciones de Lorentz.
Conviene recordar que hasta que Einstein descubrió la supuesta verdadera
significación de las ecuaciones de Lorentz, éstas eran consideradas un mero juego matemático. Después, lo
que pasó a considerarse una curiosidad matemática fueron las propias teorías de Einstein durante una temporada, hasta
que un eclipse inauguró lo que se conoce como the tinieblas time.
Las citadas ecuaciones de Lorentz no prueban nada en sí mismas; puesto que
son meras fórmulas matemáticas que reproducen, eso sí, con gran fidelidad el
error de interpretación del movimiento relativo de la luz que se comete con el
experimento de Michelson-Morley.
En mi opinión, dicho error es similar al que se produce
con el
electromagnetismo, se dice que estas ecuaciones consiguen que se expresen
igual para cualquier observador porque consiguen explicar matemáticamente algo que en realidad no ocurre; a mi juicio, se trata de una hipótesis
conceptual incorrecta que se considera confirmada erróneamente.
Igualmente señalar que lo que hacen es, además de medir la supuesta
diferencia temporal entre dos observadores, es cambiar las unidades de la variable t de una forma artificial.
Por supuesto, al cambiar el tiempo, cambia la velocidad, la cantidad de
movimiento, la velocidad angular, la energía, etc. Se están cambiando
continuamente las unidades del Sistema Internacional de Medidas de las
diferentes magnitudes.
Un mismo objeto o partícula puede tener diferentes tiempos propios si se le
compara con un rayo de luz que se mueva en su misma dirección en función
del sentido que pueda tener dicho rayo.
El tiempo, en ocasiones, se calcula en función de velocidades que no son reales ni físicas sino mentales, como la velocidad
de separación de dos objetos.
Una crítica con grandes repercusiones es que al efectuar una transformación
asintótica de las variables provoca una gran pérdida de la visión intuitiva de la
realidad física y estimula demasiado la fantasía especulativa al adentrarse en soluciones imaginarias.
Otro precio a pagar por las transformaciones de Lorentz es la imposibilidad
de efectuar correspondencias cuando el observador alcanza la velocidad de la
luz, pues la transformación asintótica en ese punto no admite inversos por la
implícita indeterminación o singularidad relativista.
II.b.4. Los postulados de Poincaré
Los resultados del experimento de Michelson-Morley, al no detectarse movimiento de las franjas con
el juego de las interferencias esperadas, sugirieron un nuevo principio físico: la velocidad de la luz en el espacio libre es la misma en todas partes independientemente
del movimiento de la fuente y del observador, abriendo el camino a las nuevas teorías de la relatividad.
Prueba de ello es que Henri Poincaré en 1904 enunció los dos postulados siguientes:
Principio de Relatividad. Las leyes físicas son las mismas en todos los sistemas de referencia. No existen sistemas de referencia preferentes.
Principio de la constancia de la velocidad de la luz. En el vacío, la velocidad de la luz tiene el mismo valor c en todos los sistemas de referencia.
II.c) Concepto, postulados y elementos de la de la Teoría de la
Relatividad Especial
La Teoría de la Relatividad Especial, presentada por Albert Einstein en 1905, trata los temas relacionados con el marco de referencia. Los
sistemas de referencia inerciales son los que se mueven a velocidad constante unos con respecto a otros o movimiento relativo uniforme.
Esta teoría realizó una integración de numerosas ideas que circulaban por la época y supuso el definitivo abandono de la idea de la
existencia del éter, con las implicaciones derivadas sobre la naturaleza de la luz y la asunción de la ley de la relatividad del tiempo y el espacio, tal y como se conoce
hoy en día.
Como se explica a continuación en un breve apunte, además de los elementos de la ley de la relatividad del espacio y el tiempo la relatividad restringida (RE) de Albert Einstein incorporó la
novedad de la equivalencia entre masa y energía, es decir, el concepto de la masa relativista y la base de la bomba atómica.
Los dos postulados en que se basa la Teoría de la Relatividad Especial son:
z Las leyes físicas se pueden expresar mediante ecuaciones que tienen la misma forma en todos los sistemas de referencia que se mueven
a velocidad constante unos con respecto a otros.
z La velocidad de la luz en el espacio libre tiene el mismo valor para todos los
observadores, independientemente de su estado de movimiento.
Una de las críticas más fuertes desde el punto de vista formal es que la Teoría de la Relatividad Especial es una teoría ad hoc y posteriormente la Relatividad General tiene esta
misma característica, pues se desarrolló para medio solventar los fallos insalvables de la primera, como la paradoja de los gemelos.
{ Traje a medida de las interpretaciones matemáticas ¬
Todos los intentos por explicar la naturaleza de la velocidad de la luz no acababan de cuajar. Entonces Einstein
recogió una serie de conocimientos de la época y los encajó en un conjunto más o menos coherente. Esto es algo
correcto, pero de acuerdo con el método científico debilita una teoría en cuanto a su consistencia interna.
Una pieza fundamental serían las ecuaciones de Lorentz y su especial
interpretación de los marcos o sistemas de referencia inerciales con una máximo en la velocidad de la luz c. Como resolvían muchos problemas y eran francamente Teoría de La Relatividad Especial y
General de Einstein sobre el espacio y el tiempo, cómodas, como buen sastre, se hizo una teoría a su medida.
El primer postulado o ley de la Teoría de la Relatividad Especial básicamente se
refiere a "... ecuaciones que tienen la misma forma...", y el segundo a "La
velocidad de la luz en el espacio libre tiene el mismo valor para todos los observadores..."
El primer postulado de la relatividad es una exposición de lo que implican en
sí mismas las ecuaciones de Lorentz, que no cambian en los diferentes
sistemas de referencia u observadores inerciales. Sin embargo, lo que sí
cambia es la definición de las variables internas, como el tiempo, que pasa
de ser una función monótona creciente y exógena a una función endógena y
asintótica...
La segunda ley de la relatividad todavía es más pobre. Este postulado relativista dice lo que matemáticamente hacen dichas ecuaciones, que la velocidad de la luz es siempre
la misma en cualquier marco de referencia o para cualquier observador inercial.
¡Sólo faltaba que después de hacer la transformación asintótica desde cualquier sistema de referencia fuese diferente! Es de suponer que al método científico no le gustan las ecuaciones que
fuerzan un resultado artificialmente y después se dice que está demostrado en múltiples experimentos.
De hecho, Einstein podría haber dicho: "Mi teoría son los postulados de
Poincaré expresados por las ecuaciones de Lorentz..., y conozco el experimento de Michelson-Morley."
El resto de conclusiones e implicaciones de la teoría de Einstein vienen como
consecuencia de todo el juego matemático subsiguiente apoyado por el fracaso
del experimento de Michelson-Morley en relación a su objetivo previsto y
de la existencia real física del incremento de la masa con la velocidad relativa
al marco o sistema de referencia natural en una cantidad equivalente a la
que se deduce de las ecuaciones de Lorentz.
El primer apoyo, conocido con anterioridad a la formulación de las leyes de la
Teoría de la Relatividad Especial de Einstein, se comenta con detalle en la página Experimento Michelson-Morley del libro en línea de Experimentos de Física.
El segundo, respecto a la masa relativista, era muy sospechado como se señala en el apartado de la crítica de la masa relativista, puesto que había experimentos físicos que
apuntaban en dicha dirección. No obstante el aumento de masa física únicamente es cierto cuando se mide el movimiento respecto al sistema de
referencia privilegiado o natural como se explican en el apartado de Física Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 23 28/05/2010 del
movimiento en gravedad del libro en línea de la Dinámica Global.
Por otra parte, como también se discute en el libro de la Dinámica Global, el
aumento de masa con la energía cinética es cierto, pero además afecta a la configuración espacial del conjunto de la
masa.
Veamos a continuación tanto los elementos citados anteriormente como algunos elementos terminológicos importantes de la Teoría
de la Relatividad Especial de Einstein:
¬II.c.1. Marco o sistema de referencia ¬
Cualquier método o mecanismo de medida necesita un sistema de referencia, un punto origen sobre el que basar las diferentes mediciones,
incluso por la lógica humana todos los conceptos son relativos, todos necesitan su contrario, su complementario
respecto al todo, etc. Es la forma de razonar y facilitar el pensamiento. Podríamos decir que es la consecuencia del principio
tautológico de que todo movimiento es relativo.
Este tema surge en la escala en que nos movemos con la problemática de la Mecánica Clásica en cuanto al
principio de relatividad de Galileo Galilei, del siglo XVII, que dice que cualquier experimento mecánico tendrá las mismas características en un sistema en reposo que en uno con velocidad
constante respecto al primero.
En definitiva, se trata de los conceptos clásicos de fuerza, masa, espacio y tiempo con todas las
transformaciones correspondientes al cambiar el sistema de referencia o marco de referencia.
El sistema clásico funcionaba perfectamente hasta la
aparición del electromagnetismo y la naturaleza de la luz con su velocidad no aditiva respecto a su fuente.
El sistema de referencia espacial no tiene ningún secreto, un punto se puede determinar fácilmente dentro de su marco de
referencia o cambiar de sistema de referencia mediante un ajuste del origen del nuevo sistema respecto del primero en cada instante o momento.
Las magnitudes correspondientes de un sistema de referencia a otro se pueden obtener con sencillez a
partir de las transformaciones de Galileo. Dados dos sistemas de referencia inerciales S y S' tendremos,
las ecuaciones normales serán:
x' = x - v t
y' = y
z' = z
Por supuesto t' = t
Esta equivalencia de mediciones es todavía más simple e inmediata, desde luego, con la aparición de los ordenadores modernos y sus potentes cálculos.
Gracias a ellos se puede mantener el comentario de la facilidad
de las transformaciones bajo el principio de la relatividad de Albert Einstein y las ecuaciones de Lorentz, ya
comentadas.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 25 28/05/2010 z Sistemas de referencia inerciales y no inerciales.
Cuando los marcos de referencia se mueven con velocidad constante unos respecto de otros, se denominan
sistemas de referencia inerciales. En caso contrario, lógicamente, se denominan sistemas de referencia no
inerciales.
Todos los sistemas de referencia no inerciales están acelerados unos respecto a otros.
En la Mecánica Clásica, las magnitudes citadas de fuerza, masa, espacio y tiempo no cambian al pasar de un sistema de referencia
inercial a otro y por ello reciben el nombre de invariantes de Galileo.
El marco de referencia no inercial es aquél en que la inercia no sigue los principios o
comportamientos clásicos, básicamente la segunda ley de
Newton o ley fundamental de la dinámica relativa a la proporcionalidad
entre fuerza y aceleración representada por la masa de un cuerpo y a la tercera ley de Newton o principio de acción y reacción.
En un sistema no inercial siempre existirán fuerzas que soporten la aceleración
y aparecerán las denominadas fuerzas ficticias porque no responden al
principio de acción y reacción.
En la mecánica relativista, en los sistemas de referencia inerciales la masa
varía con la velocidad y también varía con el simple cambio de sistema de referencia no inercial.
Un fuerza constante no produce una aceleración
constante; éste efecto será muy importante cuando la velocidad empieza a ser
comparable a la de la luz, es el efecto de la llamada masa relativista.
Veamos a continuación dos errores de concepto que creo se cometen en esta materia.
{ La independencia del observador ¬
La Relatividad Especial de Einstein se plantea como una teoría que simplifica la
realidad al señalar que las leyes físicas se pueden expresar mediante ecuaciones que tienen la misma forma y que la velocidad de la luz en el espacio libre tiene el mismo valor para todos los
observadores.
Es interesante ver cómo en la práctica esos planteamientos formales se
traducen en una complejidad inmensa, tanto que la realidad pasa a depender
de cada observador. La ley de la relatividad del tiempo y del espacio se traduce en una variabilidad que afecta a las unidades de
fuerza, energía y a la Física General.
Todas las medidas y unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI),
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 26 28/05/2010 también denominado Sistema Internacional de Medidas, se ven afectadas por
la velocidad y la situación en el campo gravitatorio de cada observador.
Además se pretende que todo el aparato matemático que se utiliza es real y no
virtual.
Hay que tener cuidado con el concepto de realidad porque todavía no he visto
ningún número andando por la calle.
Yo me pregunto, si se saben todas las relaciones entre las variables del
modelo, ¿por qué no se utiliza ese conocimiento para generar un sistema de
unidades estable que permita una visión intuitiva de la realidad?. ¿Qué interés existe en que no se entienda nada?
Ya he comentado en la definición de segundo, si se sabe perfectamente cómo
afecta la gravedad a los relojes atómicos: ¿Por qué se define el segundo en función de dichos relojes sin fijar unas condiciones concretas de intensidad del campo gravitatorio?
La Teoría de la Relatividad de Einstein, además de incorrecta como se explica
en los libros en línea de la nueva teoría del todo, es la teoría física menos científica que me podía
imaginar para representar la realidad.
La teoría del observador ignorante
Este ejemplo, junto al de las pelotas de la luz, es de los que más me gustan.
En los libros sobre la Relatividad Especial de Einstein suele estar repetido en
varios ejemplos, pero todos ellos tienen la misma idea básica. Imaginemos un
par de observadores inerciales para el momento t igual a 0, uno de ellos en
el centro de un vagón de un tren que se mueve con una velocidad que no es ni
grande ni pequeña. El otro observador inercial se encuentra parado en la estación a la misma altura que el anterior.
Justo en ese momento caen un par de rayos en los dos extremos del vagón.
(Lo sabemos porque nosotros ponemos el ejemplo, si no fuese así sería difícil
saberlo con certeza).
El observador inercial de la estación, digamos que es el jefe de estación, se encuentra en un
sistema inercial fijo al andén. Este observador verá los dos rayos al mismo tiempo porque en la distancia de donde cayeron a donde él se
encuentra es la misma y como sabe que la velocidad de la luz es siempre la misma (lo había
estudiado con antelación) deduce que los rayos son simultáneos.
A este observador inercial lo vamos a considerar inteligente y además sabemos
que era jefe de algo.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 27 28/05/2010 El observador inercial que está en el vagón, director del vagón, se encuentra en
un marco inercial solidario con el vagón. Como el vagón está en movimiento percibe primero el rayo que cayó en un sayo, perdón,
digo en la parte delantera del vagón por el efecto de que se va acercando a dicha parte.
Al ver los dos rayos con un pequeño desfase temporal deduce (tenía ojos de
plato como los búhos), por aquello de la velocidad constante de la luz (que también lo había estudiado) que los dos
rayos no cayeron simultáneamente.
Conclusión de la Relatividad Especial ortodoxa de Einstein: dos sucesos
que son simultáneos para un observador no lo son para otro observador inercial que se mueva respecto al primero
Mi conclusión: siguiendo el método científico y el sentido común, a este
observador lo podemos considerar, como poco, ignorante. Podía haber tenido
en cuenta el tiempo en recibir la información de la realidad
y su
desplazamiento durante dicho tiempo para hacerse una idea de la misma, es lo
normal. ¿No? ¡Después de haberlo estudiado y todo!
¡Rayos y truenos! No quiero ni imaginar lo que habría pensado después de escuchar los truenos correspondientes porque la
diferencia temporal entre los mismos sería mayor y le causaría contrariedades mentales con las diferentes simultaneidades
bosquejadas.
Otra situación mental podría darse si caen dos rayos, pero uno de ellos le cae
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 28 28/05/2010 encima al observador ignorante; en este caso
particular, como para este observador el tiempo se detiene indefinidamente pensaría que todos los posteriores rayos del
universo serían simultáneos; y le podríamos denominar el observador iluminado.
El primer observador era tremendo, porque se dio cuenta que los rayos habían
caído justo en las puntitas del vagón a pesar de que los vio, uno detrás del vagón y otro algo metido en
la parte delantera (debía tener ojos de águila). Se rumorea que era mejor que el enanito rojo de Venus.
Como siempre, la neurona lista ya está levantando la dentrita para preguntar:
¿Qué hubiera pasado si hubiésemos cambiado los observadores de sitio?
II.c.1.a) Modelo heliocéntrico y sistema tolemaico
Una matización interesante sobre la correcta interpretación de los sistemas de referencia se puede leer en el punto de Física
Relativista sobre La no-distinción entre la velocidad física o real y la velocidad relativa, mental o abstracta.
La corrección convencional del sistema heliocéntrico y del modelo geocéntrico de Ptolomeo se suelen poner como ejemplos de que todas
las teorías físicas son correctas y que una nueva teoría tiene que incluir a la anterior como
un caso particular. Nada más lejos de la realidad científica, espero que sea suficiente con citar el caso de la
Tierra es plana o redonda. Obviamente, la teoría actual del globo terráqueo no incluye a la anterior.
Para que no quepa ninguna duda, yo acepto plenamente la necesidad de un sistema de referencia, por muy elemental que sea, para definir
el movimiento. Es decir, comparto el principio de que todo movimiento es relativo; asimismo, yendo un poco más lejos me atrevería a decir que todo pensamiento es relativo.
Un marco o sistema de referencia se puede aplicar a cualquier materia, objeto, o incluso pensamiento pero el razonamiento sobre esta materia
se refiere a un sistema de referencia espacial.
Un sistema de referencia se puede aplicar a cualquier materia, objeto, o incluso pensamiento pero creo
que el razonamiento sobre esta materia se puede comprender mejor hablando de un sistema de referencia espacial.
Para mí, es bastante obvio que las dimensiones espaciales no son más que conceptos abstractos y,
por su propia construcción o naturaleza, de carácter simbólico y absoluto respecto a un origen convencional. Incluso con la idea del sistema de
referencia natural, el espacio sigue siendo un concepto al que se le asigna un origen convencional.
El espacio, en este sentido, existe en la mente sin necesidad de su realidad física. Es más, su realidad física, si es que existe, no añade nada al concepto.
Al menos, es lo que yo entendí cuando me lo explicaron de pequeñito.
A pesar de que el movimiento es relativo por pura tautología, hay que averiguar si existen sistemas de referencia naturales que sean más apropiados
que otros.
Cuando ando sobre el suelo, el sistema de referencia natural o más común o más útil o... me dice que el que se mueve soy yo
y no el suelo; por supuesto existen otros puntos de vista correctos pero no son igual de
potentes para explicar o conseguir objetivos particulares. En otras palabras, para estos objetivos parece que Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el
espacio y el tiempo Página 30 28/05/2010 el mejor modelo sería el sistema tolemaico o modelo geocéntrico que hace fija a la Tierra.
Un caso típico de sistemas de referencia conocidos por todos nosotros es el sistema heliocéntrico
aplicado al sistema solar que comentaba antes. ¿Quién da vueltas a quién en la pista de baile?
Si tomamos la Tierra como origen de nuestro sistema de referencia nos
encontramos primero con el sistema de Aristóteles y después con el modelo del astrónomo griego Claudio Ptolomeo del siglo II d. C. que en su obra Almagesto aporta la hipótesis de los epiciclos
consistentes en órbitas circulares de los demás planetas sobre puntos que a su vez girarían alrededor de la Tierra,
es el llamado sistema tolemaico.
En el modelo heliocéntrico propuesto por Nicolás Copérnico (1473-1543) el centro es el Sol. Anteriormente ya había sido señalado por el filosofo griego Aristarco de Samos hacia el año 280 a. C.
¡Desde luego, los hay adelantados!
{ Modelo heliocéntrico versus tolemaico
Ambos modelos son correctos filosóficamente hablando y equivalentes
respecto a la eficacia en la determinación de la realidad física. La diferencia es
que el movimiento de los planetas se describe con ecuaciones bastante más sencillas en el caso del sistema de referencia o modelo
heliocéntrico que en el sistema tolemaico y, en consecuencia, la ciencia elige de entre los dos el más simple.
En este caso la elección era muy sencilla, puesto que no sólo se trata de ecuaciones sino de representación
intuitiva de la realidad, de sus conceptos y de las leyes subyacentes de la física; que dicho sea de paso, ¡parece que se pueden expresar de muchas formas!
Seguramente las ecuaciones que describirían la realidad física del movimiento
de los planetas en el sistema tolemaico demandarán una o dos variables adicionales respecto a las
utilizadas en el modelo heliocéntrico. Estas variables, desde un punto de vista matemático, se podrían
representar como nuevas dimensiones y podrían obtenerse o bien añadiendo variables o "flexibilizando" las constantes o variables existentes mediante funciones de las existentes y de
referencias específicas.
También es muy posible que la aplicación de estas ecuaciones más complejas
fuese más general que las del sistema más simple o elemental. Incluso, este último sistema sería un caso particular del
general.
A pesar de lo que acabamos de decir, casi nadie pensaría que el modelo Teoría de La Relatividad Especial y General de
Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 31 28/05/2010 tolemaico es tan válido como el sistema heliocéntrico, bastante menos en las ecuaciones de transformación de un sistema a otro, y muchos
menos que la Relatividad Especial de Einstein sigue una especie de sistema tolemaico, no ya al nivel de planetas sino de partículas elementales y con un par de axiomones añadidos, la
velocidad constante de la luz, que es un máximo absoluto y su correspondiente transformación asintótica
para que no se pueda escapar ni por accidente.
Y no creo que nadie piense que una transformación del modelo heliocéntrico
al sistema tolemaico o viceversa implique que el tiempo se dilate o que el espacio se contraiga;
a pesar de que esta transformación sería algo más complicada que la de Lorentz, por implicar movimiento relativo circular en lugar de movimiento
rectilíneo uniforme (MRU)
La condición necesaria y suficiente para relativizar el tiempo o el espacio es alterar artificialmente el concepto de velocidad, puesto que ambos
son los únicos componentes de dicho concepto.
Cambiando un poco de tema, pensemos ahora en el modelo de Ptolomeo puntual de la Relatividad General de Einstein en que el
observador de turno se gira para un lado, entonces al mirar a las estrellas comprobará que han cambiado de posición a una
velocidad vertiginosa, tan inverosímil que pensará que está un poco despistado.
En otras palabras, al introducir el vector direccional o "flechita" en los
movimientos relativos algunos objetos alcanzaran velocidades tan altas que hasta la dilatación del tiempo podría explotar.
Seguramente necesitaremos un tercer postulado para este modelo de
Ptolomeo puntual que diga algo así como: "Las ecuaciones formales del movimiento relativo no tendrán en cuenta el vector direccional en
su expresión matemática por considerarse puntuales todos los objetos".
Otra solución podría consistir en aplicar algún postulado o subpostulado de la
Relatividad General de Einstein; aunque ahora mismo no se me ocurre cuál pudiera ser.
Por otra parte, se incluye un razonamiento sobre la relatividad de los sistemas de referencia que, si bien es cierto, no justifica que se tenga que utilizar un sistema tolemaico
para los cálculos normales ya que dicho sistema implica una desnaturalización
del mecanismo de la abstracción normal de nuestro cerebro, puesto que está acostumbrado a situarse como un observador exterior al Teoría de La
Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 32 28/05/2010 objeto estudiado.
Asimismo, en dicho modelo de Ptolomeo punto céntrico se utiliza un aparato matemático complejo con variables sin significado
real.
Una derivación de los postulados de la Teoría de la Relatividad Especial es que la velocidad de la luz es independiente del movimiento de
su fuente y de cualquier observador, como parece desprenderse directamente de los resultados
del experimento de Michelson-Morley.
No sé muy bien si fue Protona o Neutrona la que me contó este pequeño cuento que muestra
un resultado distinto al del experimento de Michelson- Morley (salvo que transformemos todos los valores
matemáticamente) para iluminar mis neuronas sobre este temita:
"Érase una vez, un enanito rojo con ojus purpus que vivía en Venus el muy
golfo; la verdad, tal y como me lo describieron debía ser bastante inocente.
Le gustaba mucho la Tierra porque era muy azul y de vez en cuando veía fuegos artificiales, eran como enormes
setas o champiñones de colorines.
Era un mirón empedernido pero, por más que miraba las setas, incluso de reojo, no llegaba a entender por qué
siempre tenían forma asimétrica, como si se tratase de bolas que se iban desplazando según iban creciendo. No era lógico,
los colores cambiaban de tono dentro de la misma, pero la forma no dependía de los colores, ni de si era invierno o verano en Venus, salvo que las proporciones asimétricas
parecían pequeñas variaciones, como si se moviese un poco un piojus.
Según fue creciendo el enanito, en tiempo no en estatura, se dio cuenta que la
parte más rápida de esta curiosa forma apuntaba en el sentido de traslación de
la Tierra respecto a la bola amarilla y caliente que para ella era el Sol.
Tras eliminar otras posibles causas, llegó a la conclusión de que el clor
(letrazas comunes entre color y calor) era la causa de la maravillosa forma de
los fuegos artificiales terráqueos".
El clor y todo el cuento no tenían ni pies ni cabeza; entonces una de las
dos, la que no me contó el cuento, me contó que todo tenía que ver con el
otro cuento del éter perdido y con mirar Venus desde la Tierra. Dicho de otra
forma, la visión del fenómeno de las bolas terráqueas por un observador fuera
del campo gravitatorio de la Tierra en comparación con un observador
lunático, puesto que la Luna acompaña el citado campo.
Así, pensando y pensando... tras varias proto-sesiones:
Sean inerciales o no inerciales los sistemas, si en la Tierra la luz se mueve a la
velocidad c y además la Tierra se mueve a la velocidad VT respecto al Sol, no
parece muy complejo el calcular el espacio recorrido en un segundo y saber la
velocidad total que será (c + VT) Otro tema es que no tuviésemos
instrumentos para medir dicha velocidad, pero tampoco es el caso.
Al mismo tiempo, se puede argumentar que su velocidad será (c - VT) cuando
el movimiento de la luz es en sentido contrario; lo cual, complicaría un poco
las cosas salvo que, en mi caso, explicaba el cuento de la enana, es decir, la forma de
los fuegos artificiales de bolas concéntricas desde la Tierra o descentradas desde Venus.
El fenómeno de la figura y la figura del fenómeno recuerdan el efecto
Doppler iluminado. Conviene señalar que este efecto, en teoría ortodoxa, no
se debería producir nunca, si se produce será por efectos energéticos pero no
por cambios en la velocidad de la luz o cambios en la velocidad del tiempo.
La única solución satisfactoria es que el éter o alfombra voladora sea la Tierra,
pero suena un poco teológico y, a estas alturas, no tendría gracia; así que lo
vamos a mejorar: el éter en la Tierra es la Tierra, en Marte es Marte y, ciertamente, en Plutón es
Plutón...
No era tan difícil, en última instancia si el éter no es fijo, ¿qué puede ser? Yo
juraría que algo análogo al clásico concepto de éter es la estructura reticular
de la gravedad (globina) o campo gravitatorio. La luz actúa sobre un campo
gravitatorio como una serpiente sobre la superficie terrestre. Encima, las dos
se mueven de forma sinusoidal.
Mira que si hacemos el experimento de Michelson-Morley con una tortuga y
al resultar que no cambian las tortuosas barras de la interferencia la hacemos
máxima...
Esta visión de la naturaleza es una visión física y no matemática. Seguramente
la velocidad del hombre caminando en Marte es diferente que en la Tierra o en
Plutón.
En definitiva, no se trata si se aplica el modelo geocéntrico de Ptolomeo o el sistema heliocéntrico en los
fenómenos físicos sino si existe un marco de referencia privilegiado o natural, pues todos los fenómenos físicos están asociados al
movimiento.
En los libros en línea de la Mecánica Global y la Dinámica Global se profundiza en los nuevos principios físicos que implica la estructura
reticular de la gravedad como marco de referencia natural, los estados de agregación de la materia en general y la dinámica del movimiento, tanto de la masa como de la
luz.
II.c.1.b) Movimiento rectilíneo uniforme (MRU) y relatividad
La primera crítica a la Teoría de la Relatividad Especial (RE) de Einstein en materia de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) es que la terminología de sistemas de referencia inerciales y no
inerciales no me gusta por varias razones. La principal es que no estoy a gusto con tantas connotaciones técnicas del concepto,
serán limitaciones mías. A continuación expongo unas cuantas ideas que espero justifiquen por qué los problemas
empiezan con la terminología de sistemas de referencia inerciales y no inerciales empleada y empeoran cuando se intenta examinar el fondo.
Al mencionar que en los sistemas de referencia inerciales la masa no varía con la velocidad, puede parecer que los sistemas inerciales se
corresponden con la mecánica clásica de Newton y los no inerciales con la RE de Albert Einstein,
pero no tiene nada que ver; la Relatividad Especial versa sobre los sistemas de referencia inerciales y la
Relatividad General (RG) sobre los no inerciales.
Tampoco se corresponden con la idea de movimiento relativo entre sistemas con movimiento rectilíneo uniforme o MRU. En ocasiones se dice que el principio de relatividad de Galileo
permite asegurar que todos los sistemas de referencia inerciales son equivalentes y que se puede pasar de uno a otro sin alterar las
variables de tiempo, masa, aceleración y fuerza.
Sin embargo, no parece muy correcta la anterior afirmación, un sistema de referencia inercial que esté en movimiento rectilíneo
uniforme (MRU) respecto a otro sistema de referencia no daría las mismas medidas de la masa por tener una velocidad
diferente, tampoco la fuerza necesaria para acelerar la distinta masa sería igual, etc. Se podría argumentar que lo que ocurre es
que para velocidades pequeñas las diferencias mencionadas serán despreciables; pero conceptualmente sigue siendo erróneo.
Es más, todos los sistemas de referencia son no inerciales, incluso aquéllos que están en movimiento
rectilíneo uniforme entre sí, aunque para ciertos análisis parciales o estudios concretos se pueda suponer que son inerciales. Es algo similar a
lo que ocurre con el concepto de vacío, el vacío propiamente dicho no existe, siempre hay gravedad.
Asimismo, hay que reconocer que hablar de la aparición de fuerzas ficticias en los sistemas de referencia no inerciales le da un toque melodramático a esta materia, y algunas neuronas empiezan a
pensar en cuándo acabará la pesadilla donde se han metido y qué han hecho para merecer eso.
Por otra parte, se habla de sistemas inerciales y no inerciales y no se emplea lo de istemas acelerados o no acelerados porque hay sistemas
que no están en ovimiento pero se consideran equiparados a los acelerados por el principio de quivalencia entre
gravedad y aceleración de la Relatividad General de Einstein.
Es decir, en el nombre de un concepto básico se están incluyendo múltiples onceptos y algunos
bastante avanzados. Puede ser útil para los especialistas aunque no se nota) pero para los que
intentan comprender la relatividad sin edicarle cincuenta años supone un contratiempo importante. Más que una ciencia ue simplifique la realidad
física parece... me recuerda el lenguaje... y toda su iqueza geográfica.
Es más, el término inercial me suena a la inercia de las cosas a seguir en su rayectoria,
bien sea física, histórica o de cualquier otra circunstancia. Pero un istema acelerado también implica inercia aunque ésta no sea la
única causa de su movimiento.
¡Quizás los sistemas no inerciales se deberían llamar sistemas súper-inerciales!
Así, resulta que un concepto que se utiliza para delimitar el ámbito teórico de la
Relatividad Especial de Einstein es contrario a su sentido más normal en física y además incorpora
la noción del principio de equivalencia de la Relatividad General de Einstein.
También conviene tener en cuenta que cuando se habla de sistemas inerciales o no inerciales se debería estar hablando de la relación entre
dos sistemas puesto que todos los sistemas individualmente considerados siempre están en reposo por pura convención de sistema de referencia,
salvo, volvemos a lo anterior, que estemos hablando de un sistema en un espacio con gravedad.
La estructura reticular de la gravedad o globina y el significado físico de la equivalencia masa
energía se expone en el libro en línea de la Mecánica Global, dentro de la nueva teoría de todo de la Teoría de la Equivalencia
Global.
Las implicaciones de la gravedad sobre el concepto de movimiento, fuerza y el mecanismo reticular de la energía cinéticase
estudian en profundidad en el libro en línea de la Dinámica Global.
Volviendo al tema, ¡En un sistema de referencia inercial puede haber objetos acelerados!
Una razón adicional por la que no me gusta la terminología empleada es que también se denominan a los observadores
como inerciales o no inerciales. Para ver el efecto sobre el cerebro de toda esta forma de expresarse nos podemos
preguntar cómo vería un observador no inercial a un objeto inmóvil en un sistema de referencia inercial. ¡Sencillo! ¿No?
Avanzando en la sencillez del modelo, los conceptos de observadores inerciales y observadores no inerciales se utilizan como si la realidad
física dependiera de ellos. ¡Ah, pero si se trata de eso! Yo siempre hubiera pensado que se
trata de un cambio de punto de vista, de sistema de medidas, de gafas, de lo que sea; pero que la realidad física, si existe, es una. ¡O dos como mucho!
Sobre esta dependencia versa y prosa el punto sobre La teoría del observador ignorante del apartado de Física relativista y
matemáticas de este libro en línea.
Ya voy entendiendo por qué mi padre, cuando yo era pequeñito, hablando de cosas con otros mayores, repetía más de la cuenta
la frase: "No se debe confundir la velocidad con el tocino". Lo repetía, no demasiadas veces, pero lo suficiente como para notarse que él pensaba que había
demasiadas flexibilidades conceptuales. ¡No me puedo imaginar lo que hubiera dicho si hubiera estudiado Física Moderna!
A efectos prácticos, creo que lo que se pretende identificar son modelos donde se prescinde del efecto de los cambios en la masa
debidos a la velocidad (por movimiento rectilíneo uniforme o no) y de efectos similares debidos a la existencia del campo gravitatorio (sistemas de referencia inerciales)
o, por el contrario, se tienen en cuenta (sistemas de referencia no inerciales).
Dicho de otra forma, en los sistemas de referencia inerciales el tiempo relativo sólo depende de las diferencias de velocidad de acuerdo con
las previsiones de la Relatividad Especial de Einstein mientras que en los sistemas de referencia no inerciales
además se producirán efectos indirectos sobre el tiempo explicados por la Relatividad General en base a su principio de equivalencia.
{ No-distinción entre la velocidad física o real y la velocidad relativa, mental o
abstracta ¬ Veamos un ejemplo sencillo que nos ilustre sobre la idea de la velocidad máxima en la Teoría de la
Relatividad de Einstein.
Para hacerlo más intuitivo, vamos a suponer que las pelotas que se muestran
en la figura son partículas pequeñas que salen disparadas con movimiento rectilíneo uniforme en sentido contrario con una velocidad 0,9
c.
Al medir su velocidad relativa obviamente obtendremos 1,8 c puesto que
después de un segundo estarán separadas por 5,4 * 10 8 metros debido a su movimiento rectilíneo
uniforme. Por el dogma, axioma o como se quiera llamar (todo menos comprobación experimental) de que
c es la velocidad máxima el resultado no puede ser correcto y, efectivamente, aplicando las Teoría de La Relatividad
Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo Página 38 28/05/2010 fórmulas "adecuadas y correctas" nos da que dicha velocidad es 0,994 c, el tiempo
es 4,152 segundos en lugar de uno y que el espacio es 12,388 * 10 8 metros.
¡Digamos, algo así como el mínimo común múltiplo asintótico-pitagórico!
Esta es una de las ideas más claras en contra de la Teoría de la Relatividad de Einstein, por
eso utilizo un título de la figura especialmente llamativo. Se está imponiendo un límite máximo, no
ya a la velocidad de la luz o velocidad física, sino a una velocidad que sólo existe en la mente, pues la velocidad de separación es claramente un
concepto mental.
Justo es reconocer que hay división de opinión en los físicos consultados
respecto a esta existencia de velocidad 2c o cercana. Parece como si la
relatividad también afectase a las opiniones técnicas, me recuerda la defensa India de enroque clásico o la supervivencia por
adaptación darwinista.
En consecuencia, es absolutamente automática la necesidad de hacer relativo
el tiempo y todo lo que se ponga por delante. ¡Por puro diseño del modelo! Se aplica la
transformación asintótica de la velocidad relativista para que nunca supere c " ...
Claramente, deben existir razones poderosas para que la comunidad científica
acepte esta forma de proceder durante un siglo.
Nos pasa a todos con las casualidades, cuando dos cosas muy raras coinciden,
normalmente asumiremos que el único factor común que podemos encontrar
es el relevante para explicarlas. En el caso de la Teoría de la Relatividad de Einstein
coincidieron bastantes más cosas raras y no es de extrañar que se aceptara en su día.
Siguiendo con el tema del ejemplo, estos supuestos de velocidades abstractas
más elevadas son totalmente verificables en infinidad de casos. Basta con citar
todos los fotones antípodos de todas las estrellas luminosas.
Por lo tanto, la dilatación del tiempo y contracción del espacio que se
propone es totalmente artificial e imaginaria.
Me surge otra duda, si la velocidad máxima de la luz es *c*, ¿dónde se encuentra la necesidad
de realizar una transformación asintótica para evitar que la supere? Me temo que todos los casos en
que se utilizan las transformaciones de Lorentz son en cierto sentido asimilables al de este ejemplo.
Por último, se puede hacer la argumentación filosófica de que cuando
hacemos una pelota origen de referencia espacial no podemos saber si está en
reposo físico o no, ¿qué pelota es la que se mueve? Y, por lo tanto, le
aplicamos las fórmulas convencionales donde c es la velocidad máxima.
Esta justificación no añade nada nuevo, la ignorancia de las pelotas sobre
cuál de ellas está en movimiento (sea en movimiento rectilíneo uniforme o geodésico), no exime que la realidad exista con unas
leyes físicas que cumplir
y, a ser posible, que tengan un mínimo sentido común.
II.c.2) Relación espacio-tiempo y velocidad
El concepto de espaciotiempo o continuum del espacio-tiempo surge al invertir la definición de velocidad.
La velocidad ya no es la relación entre el espacio y el tiempo sino que existe un máximo
y, en consecuencia, el espacio y el tiempo empiezan a depender el uno del otro para que la velocidad de la luz sea constante.
Dicho concepto interdependiente configura la naturaleza del espacio-tiempo en
la Teoría de la Relatividad de Einstein.
Pero vayamos mejor por partes...
Relatividad de tiempo.
La ley de relatividad del tiempo surge de la interpretación que se da al
experimento de Michelson-Morley, si se recorren dos espacios diferentes
simultáneamente con la misma velocidad lo único que se puede hacer para no
perderse del todo es hacer el tiempo relativo, efecto conocido como
dilatación del tiempo.
En la Teoría de la Relatividad de Einstein, el tiempo t 0
que mide un observador en eventos ocurridos en su mismo lugar recibe el nombre de tiempo propio del intervalo entre eventos.
Un ejemplo típico de los libros para explicar el concepto de espacio-tiempo y la
denominada dilatación del tiempo consiste en un ejemplo de un reloj óptico
montado en una nave espacial y otro fijo en la tierra. Más abajo se discute el
experimento mental sobre la teoría del espacio-tiempo en profundidad.
Desde la tierra, un observador vería que el rayo de luz del reloj óptico va en
zigzag por el movimiento de la nave, mientras que el reloj de la tierra va directamente de arriba
abajo.
En consecuencia, dada la diferencia de distancia recorrida por la luz y su velocidad constante, debemos
concluir que el tiempo es diferente para cada uno de los observadores, esta diferencia o dilatación del tiempo la podemos calcular fácilmente,
siendo:
t = t
0
* (1 - v²/c²)-½
Obviamente, el experimento mental sobre la estructura del espacio-tiempo es
generalizable a relojes comunes y la dilatación del tiempo está súper probada.
Como dice un libro concreto: "...confirman esta respuesta cálculos detallados sobre lo que ocurre a relojes comunes en movimiento, visto desde la Tierra".
El concepto de relatividad del tiempo tiene varias implicaciones. Un ejemplo
importante es que el concepto de simultaneidad también resulta relativo y
hasta el principio de conservación de la energía ha de ser reformulado para mantener su vigencia.
En el libro online sobre Experimentos de Física se proponen varios experimentos científicos sobre la medición del tiempo y, en particular,
el experimento del Tren de la Abrujuela sobre el problema de la simultaneidad.
Con relación a la cuestión de los viajes en el tiempo, la dilatación del tiempo
no corre para atrás para ningún observador, aunque algunos científicos
cuántico-relativistas tratan de conseguir lo contrario.
La paradoja de los gemelos (relojes ópticos, normales o personas) viene a complicar la filosofía del
espacio-tiempo por el problema de cuál de los observadores estará en lo cierto, pues el efecto de la dilatación del tiempo del observador en la Tierra
sobre el reloj en la nave espacial lo tendría de forma totalmente simétrica el observador en la nave espacial de un reloj en la Tierra.
La imaginaria solución de la paradoja de los gemelos viene dada por la
aplicación de la Relatividad General de Einstein. La mecánica relativista nos dice que los sistemas de referencia acelerados son no
inerciales y habría que tener en cuenta que la nave espacial ha sido acelerada y desacelerada varias veces y ha permanecido
en distintos sistemas de referencia inerciales por las sucesivas aceleraciones.
En este mismo libro en línea existe una página dedicada a la Paradoja de los gemelos, donde
se explica que ni tiene solución ni puede tenerla dentro de la física relativista.
Otra forma algo más complicada de deducir la supuesta naturaleza relativista
del espacio-tiempo o la relatividad del tiempo es mediante las ecuaciones de
las transformaciones de Lorentz. Éstas eran consideradas un juego
matemático hasta que Albert Einstein descubrió su verdadera significación.
Las transformaciones de Galileo deben ser sustituidas por las ecuaciones de
Lorentz para que se cumplan los dos postulados de la Relatividad Especial de Einstein: la expresión de las leyes físicas no
se verá alterada y la velocidad de la luz será la misma para todos los observadores.
z Relatividad del espacio.
La referencia de las medidas del espacio pueden ser relativas respecto al propio observador o a un punto externo al mismo pero no
existe un origen
universal del espacio, o éste no es conocido.
Aquí aparece de nuevo el principio de que todo movimiento es relativo, pero
la relación del espacio y el tiempo relativista no se refiere a este hecho sino al efecto de contracción del espacio en función de si la
velocidad se mide en un sistema de referencia u otro.
En otras palabras, un metro no siempre implica el mismo espacio, depende del
observador y su velocidad relativa, lo único que permanece constante con la
filosofía de la curvatura del espacio y el tiempo es la velocidad de la luz o relación
espacio-tiempo.
Este concepto de relatividad del espacio se deduce del experimento mental
del reloj óptico cuando el rayo de luz se mueve en la dirección de la nave espacial y,
por supuesto, de la interpretación ortodoxa del experimento de Michelson-Morley.
La hipótesis de la contracción de los objetos en movimiento se denomina contracción de Fitzgerald-Lorentz
y es similar y complementario al de tiempo, depende del eje del espacio-tiempo que se considere afectado en el movimiento relativo entre
los sistemas de referencia, el del tiempo o el del espacio.
Si se considera sólo la alteración del espacio quedaría:
L
0
= x'
2
- x'
1
L = L
0
/ J
Donde la relación de transformación sigue dependiendo de J, en concreto de
su inverso. En el caso de afectar a ambos ejes, únicamente se complicarían las
fórmulas matemáticas pero los razonamientos serían similares.
El libro en línea de la Dinámica Global profundiza en el análisis del movimiento de la luz dentro de la nueva teoría del todo. La Teoría de la Equivalencia Global asume una filosofía del tiempo y
el espacio de naturaleza absoluta.
Veamos ahora una explicación detallada del experimento-ejemplo mental del reloj óptico de la Teoría de la Relatividad de Einstein.
En este caso la descripción de la realidad física es, a mi juicio, equivocada porque incorpora implícitamente la inercia a la luz. Cosa que
me llama mucho la atención porque precisamente un concepto que se maneja mucho en esta materia es el de sistemas inerciales y no inerciales.
Otro aspecto muy intrigante y que ciertamente asusta un poco, es que si utilizan un experimento mental, ¡digo yo! que será porque no tienen ningún experimento físico más apropiado.
Yo también diría que la realidad no es como se dibuja en el experimento mental siguiente:
{ Hipótesis irreales o contradictorias
"En una nave espacial, se dispara un rayo de luz en dirección perpendicular a
la dirección de la nave, el rayo chocará con un espejo y volverá hacia el punto
inicial, un observador en la nave verá los caminos de ida y vuelta en dirección
perpendicular al desplazamiento de la nave. Por el contrario, como la nave se
desplaza a gran velocidad, un observador desde la Tierra verá el movimiento
de la luz en zigzag; es decir, para él la distancia recorrida es mayor que la del
observador en la nave".
Yo considero que la velocidad de la luz es aditiva respecto a la de la Tierra pero no
respecto a la de un tren, en el espacio pasará lo mismo respecto al espacio, o mejor dicho su estructura reticular o
globina, pero no respecto a la nave espacial.
El resto es fácil, si se admite la constancia de la velocidad de la luz y encima se
supone la inercia vectorial en su trayectoria y el recorrido de vuelta es mayor,
la única solución posible es hacer relativo el tiempo e inventar la naturaleza del
espaciotiempo relativista.
Aquí nos volvemos a encontrar con un triángulo rectángulo, el tiempo se
habrá dilatado lo suficiente para que, con una velocidad constante, el cateto correspondiente al espacio inicial (a) se iguale a
la hipotenusa (c). Es decir, la ratio de dilatación temporal será el inverso del coseno del ángulo formado por dichos lados, o lo que es lo mismo (c /a) que coincide con la primera variable
auxiliar de las ecuaciones de Lorentz; o también igual al inverso de la raíz cuadrada de (1 - b²/c²), como se deduce del teorema
de Pitágoras y que además coincide con la segunda variable auxiliar de las transformaciones de Lorentz.
La verdad es que dan ganas de preguntar: "Espejito mágico, espejito mágico,
¿Cuál es la teoría más bonita?"
Además, me temo que si tuviésemos más observadores o espejos
obtendríamos más triángulos con algún lado en común y tendríamos que
relativizar lo relativo. Imagínense la curvatura del espaciotiempo que podríamos conseguir con un
par de hexágonos grandes.
Otros ejemplos que he visto en libros de relatividad de cruzar un río con una
barca y tener en cuenta el movimiento de la corriente son similares al que acabamos de exponer
sobre la nave espacial y la estructura del espacio y el tiempo.
II.c.2.a) Teorema de Pitágoras y Relatividad de Einstein
La Teoría de la Relatividad Especial de Einstein se asocia una gran complejidad matemática, pero pienso
que la complejidad es mucho más conceptual que matemática, ya que básicamente consiste en la aplicación del teorema de Pitágoras.
{ La complejidad como excusa
No hay que olvidar que los conceptos se expresan mediante palabras y nuestro
cerebro tiene muy arraigados algunos significados por ser muy básicos en sentido vital. Palabras como
espacio y tiempo conforman preconceptos
grabados a muy bajo nivel o muy profundamente en nuestro cerebro.
Por si fuera poco se incorpora un concepto, que más que un concepto es un
contra-concepto, la relatividad del tiempo. Claro, de paso, no sólo se
relativizan las referencias del espacio sino también el espacio mismo.
Como no era suficiente todo lo anterior, fue necesario añadir una explicación
con la idea de la relatividad de la percepción del tiempo por los seres vivos,
incluso gemelos; o si se prefiere, la relatividad del tiempo subjetivo. Hasta se
metió el amor por medio, supongo, para que fuese más convincente. ¡A ver
quién niega que...!
Al existir efectivamente esa percepción o esa realidad subjetiva se acabó
aceptando un modelo científico que dice que si dos objetos se alejan cada uno
a la velocidad de la luz, la velocidad a la que se separan sigue siendo la de la
luz, como en el experimento de los fotones antípodos.
Un elemento adicional es que todo es muy relativo y cuando interesa, porque
algo no cuadra muy bien, se puede decir: bueno, efectivamente el tema es mucho más complejo pero
estábamos haciendo una simplificación implícita para... ti.
Además, en caso de necesidad te remiten a los tensores de las fórmulas la Relatividad General y... ¡se apagó la
luz!
¿Por qué no se explica que la relatividad del tiempo significa una conversión asintótica de la
velocidad de la luz para que no sobrepase c y que se deduce sencillamente del teorema de Pitágoras?. O todavía más
sencillo, que la razón del pliegue o despliegue temporal es el inverso del coseno
de los lados correspondientes del triángulo rectángulo. Me refiero a la razón o proporción matemática, no a la
razón lógica, salvo que la primera implique la segunda.
Descubrimiento en Grecia del teorema de Pitágoras
Por si se considera complicada la física relativista, vamos a hacer un ejercicio
de cómo se debió descubrir en su época y en qué consiste el teorema de Pitágoras, suponiendo que conocieran el
sobre de enviar correos y un poco
de mecánica.
El truco consiste en pensar que el sobre está abierto y cerrado al mismo tiempo, como si se tratase de un sobre
cuántico, y en fijarse en la curvatura geométrica de la solapa al girar dentro del cuadrado grande B (lado=b), desdoblarse,
expandirse o salirse para formar el cuadrado pequeño A (lado=a)
Como se puede observar con facilidad, el área de B es el doble que la de A.
Entonces, como el área de B es b² y el de A es a²; tenemos que [b² = a² + a²] y sacando la raíz cuadrada obtenemos el teorema de Pitágoras.
Área de A = a² = b² / 2
Una curiosidad matemática muy común en los colegios, esta vez con el propio
teorema de Pitágoras y no relacionada con la Teoría de la Relatividad de Einstein, es cuando
enseñan que para calcular el área de un cuadrado sabiendo su diagonal, te dicen que se tiene que calcular el lado con el teorema de Pitágoras y
luego elevarlo al cuadrado; en lugar de decir que es igual a la diagonal al cuadrado partido por dos.
Una aplicación concreta del teorema de Pitágoras a la Relatividad Especial de Einstein se recoge en
la figura del experimento mental de Hipótesis irreales o contradictorias.
En dicho ejemplo se muestra el triángulo rectángulo que se formaría por la diferente perspectiva de dos observadores
y se indica la idea implícita de que la luz conserva la inercia de la nave espacial, pero sólo un hipotético observador percibe el tema...
La citada figura es totalmente similar al supuesto comentado al hablar del elemento de la relatividad del tiempo, de donde se dedujo que la diferencia temporal se podía calcular fácilmente,
siendo:
t = t
0
/(1 - v²/c²)½
{ Descubrimiento en América de la Relatividad Especial
Efectivamente, un pequeño cálculo basado el moderno teorema de
Pitágoras, donde los catetos y la hipotenusa son espacios recorridos por la luz
y por el objeto en movimiento relativo vistos por distintos observadores
imaginarios y convenientemente mezclados nos da el resultado anteriormente
mostrado.
Para facilitar la asimilación de lo anterior, se muestran las siguientes
cuaciones que permiten hacerse una idea inmediata de por dónde van los tiros del tiempo pitagórico y que, por la dificultad en
entenderlo y reconocerlo y por tener aterradas a las neuronitas de medio mundo, se podría expresar como tiempo
fantasmagórico.
Se trata de normalizar la hipotenusa del triángulo por c o velocidad de la luz.
Si la velocidad u y c son iguales porque son las de la luz, mientras que v es la
de la nave espacial, tendremos que la dilatación del tiempo deberá ser
proporcional al inverso del coseno del ángulo D.
La deducción analítica es:
Si la luz incorporase la inercia para un observador habría que concluir que él
pensaría que nos encontraríamos ante el típico caso de sistemas inerciales con
Teorema de Pitágoras u² = c² - v²
Normalización c² u² / c² = 1 - v²/c²
Raíz cuadrada y queda Cos D = u / c = (1 - v²/c²)½
Despejar c c = u * (1 - v²/c²)-½
Sustituir constante auxiliar J de Lorenz c = u * J
velocidades aditivas, salvo que fuese un observador del zigzag pero
inconsciente de su significado.
¡Cómo veremos más adelante, no estaría muy lejos de la visión de la realidad que conscientemente se
propone!
Después se introducen las transformaciones de Lorentz para alejar el
fantasma de Pitágoras. No obstante, nótese la similitud de las dos formas que
toma el Cos D con las dos constantes auxiliares de dichas ecuaciones. Ya puestos, se podría decir que el teorema de Pitágoras es
una aplicación particular del caso concreto del teorema de Tales cuando existe un ángulo recto; en fin, tal para tal.
Al menos, se dice que el viaje en el tiempo hacia atrás no es posible. Menos
mal, porque sería un atrevimiento supremo. Lo que no explican muy bien es
cómo, después de un lapsus de tiempo relativo, se vuelve al tiempo normal.
¡Sospecho que hará falta tirar de las tensiones de la Relatividad General!
El fogón que se puede armar con los jogos con el tiempo es apoteósico, sucesos simultáneos para
observadores inteligentes que no son simultáneos para otro tipo de observadores, espacios que se alargan, efectos geométricos
que estimulan la imaginación, etc.
II.c.2.b) Geometría espacial
Este apartado intenta remarcar la dificultad del cerebro en razonar con tanta variabilidad terminológica. En ocasiones, más que
hablar de errores o curiosidades matemáticas habría que hablar de excentricidades mentales. Un repaso de los conceptos de
espacio de la geometría espacial física nos proporciona los siguientes:
1. Geometría euclidiana del espacio.
Espacio euclídeo normal.
La geometría espacial euclidiana o de Euclides es una abstración
matemática que configura un espacio con las tres dimensiones que
observamos con nuestros ojos o con el sentido del tacto. Por el carácter
abstracto de la geometría euclídia, el espacio es fijo y absoluto; es decir, si
su unidad se define correctamente sería inalterable, ya que el espacio
abstracto es independiente del contenido.
En otras palabras, en la geometría euclídea cuando un objeto se hace más
grande el espacio permanece inalterado.
Los términos de contracción y expansión del espacio carecen de sentido
en la geometría espacial euclidiana.
{ Localización espacial y percepción de la misma.
La localización de los objetos en la geometría euclídea del espacio es
independiente de los mecanismos de su determinación. No obstante,
tanto nuestros propios ojos o cualquier otro instrumento pueden cometer
errores y tienen un nivel de precisión que los limita.
Aquí podríamos citar cualquier efecto espejo o similar e incluso el efecto
lupa de la luz al pasar cerca de las estrellas o efecto lentes gravitacionales.
Esta diferencia entre la localización real y su información no altera la
naturaleza abstracta, absoluta y objetiva del espacio como una propiedad
asignada a los objetos físicos.
{ Efecto óptico del observador normal.
Se produce con la distancia, todos sabemos que los objetos lejanos se ven
más pequeños, al menos en una geometría espacial euclídea o normal.
{ Efecto óptico por la velocidad de la luz.
Siguiendo con la apariencia visual, en 1959 se hizo un análisis sobre la
apariencia que tendrían objetos en movimiento rápido por el efecto de la
pequeña diferencia temporal en la percepción de la luz proveniente de la
parte del objeto más cercana o más lejana al observador.
Según se comenta, el efecto es que la apariencia es más alargada que el tamaño real, pues los rayos de luz que llegan
simultáneamente a nuestros
ojos se corresponden con dos momentos diferentes, el rayo de luz
proveniente de la parte más lejana al observador es más antiguo. En
consecuencia, como el objeto está en movimiento, habrá una pequeña
diferencia entre la realidad y la observación.
Las anteriores visiones se producen dentro de una geometría espacial
euclidiana o espacio euclídeo y no se deben confundir con esas expresiones
donde se dice que el espacio se curva o se empequeñece, se contrae, etc.,
que son consecuencia de la Teoría de la Relatividad de Einstein y que se citan más adelante.
2. Geometría del amor.
La geometría del espacio subjetiva, geometría del amor o de la vida es muy variable, tan variable que a veces, como el tiempo, no se percibe, el mismo ejemplo de estar dormido es suficientemente
claro.
Otra forma de manifestación de la geometría del amor o subjetiva sería la señalada al hablar de la percepción del espaciotiempo de la
burbuja en el libro de la Ecuación del Amor.
Hay otras geometrías del amor no matemáticas o espaciales puras que es mejor no tratar en este texto.
3. Geometría espacial relativista o del espaciotiempo.
{ La contracción en la dirección del movimiento de Lorentz-
Fitzgerald.
Las transformaciones de Lorentz operan con el espacio de forma similar a la
comentada para el tiempo. Añadiendo un cuarto eje a la geometría del
espacio euclídeo y sus tres dimensiones típicamente espaciales.
La consecuencia sobre la geometría del espacio de esta variante relativista es
que un objeto tendrá diferentes tamaños para distintos observadores, no
es que se vean de tamaño diferente (todos sabemos que de lejos las cosas
se ven más pequeñitas) sino que los tamaños son realmente diferentes y
simultáneamente. Claro que, para eso, habría que decir que se entiende
por simultáneo cuando el tiempo, por relativo, también es diferente en un
mismo momento temporal abstracto.
Más bien parece que se trata de un cambio en las unidades de medición
de cada observador, porque la realidad debería ser única. ¡Si es que existe,
claro!
Relatividad Especial de Einstein.
El concepto de la geometría del espacio en la Relatividad Especial de Einstein
es idéntica a la anterior excepto que no entra a decir si las cosas son más
grandes o más pequeñas, sencillamente, es el espacio el que se expande o
contrae en función de los observadores. Se trata del espaciotiempo de
Hermann Minkowsky
En definitiva, la relatividad del espacio no añade nada nuevo a la
consistencia o inconsistencia de la dilatación del tiempo de la Teoría de la
relatividad Especial, excepto que parece que un metro es bastante más corto
de lo que es para el mesón, partícula que recorre 600 metros antes de
desintegrarse según él mismo y que desde la superficie de la Tierra
cualquier observador relativista juraría que son 9.500 metros.
Algo muy simpático de la geometría espacial relativista es que a pesar de ser
la velocidad de la luz constante, el espacio objetivo recorrido en un
segundo no siempre sería el mismo. Como el segundo es relativo y el
metro se define en función de la distancia recorrida por la luz en un
segundo, por definición relativista la luz recorre los casi 300 millones de
metros en un segundo, cuando el segundo sea más corto los metros serán
más cortitos.
Geometría del espacio en la Relatividad General.
Adelantando un poco, si la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein
dilata y contrae el espacio, al añadir el eje del tiempo a las tres
dimensiones espaciales euclidianas, la Teoría de la Relatividad General,
también de Einstein, curva dichos ejes en función de la gravedad.
Podemos citar los desarrollos o comentarios de Stephen Hawkins y
Roger Penrose a partir de la década de los setenta del siglo pasado.
También la denominada geometría de Riemann y la métrica de
Schwarzschild pueden producir tensiones en muchas dimensiones.
Esta geometría espacial es difícil de explicar, porque cuando se dice que
no es que se dilate el espacio sino que la distancia entre dos puntos del
espacio se agranda, yo acabo por perderme debido a la falta de
vocabulario para tantas relatividades espacio-conceptuales.
Intentando comprender lo que puede querer decir que el espacio o su
propia geometría se dilata, pienso que quizás se refiera, entre otras cosas,
al hecho de que si la luz, por desplazarse sobre el campo de gravedad se
curvase con independencia de la atracción gravitatoria se podría pensar
que es el espacio el que ha cambiado. No me parecería lo más adecuado
pero por lo menos algo de sentido podría tener.
Más preciso sería decir que al desplazarse la luz sobre la gravedad, la
tensión de la simetría radial de la estructura reticular de la materia que
implica la gravedad o globina produce un efecto de curvatura de la línea
de propagación de luz respecto al espacio euclidiano, tal y como se explica
en el libro en línea de la Dinámica Global por el efecto Merlín, que no otra
cosa que una pequeña fuerza de gravedad adicional a la de Newton.
Un tema distinto es el del arrastre, imaginemos un disco de música
girando en un tocadiscos, si ponemos un objeto sobre dicho disco, el
objeto girará pero no por efecto de fuerza de gravedad alguna sino por ser
arrastrado por el disco. A esto, aunque no se pueda explicar por la fuerza
de la gravedad tradicional y aunque sea correcto en cierta cantidad, no lo
llamaría efecto geométrico de la curvatura del espacio-tiempo-plato
sino sencillamente arrastre del experimento Vinil-Disc.
4. Geometría del espacio cuántico.
Mucho me temo que existe una tendencia en la Mecánica Cuántica que niega la
existencia del espacio tal y como lo entendemos, para reducir la geometría del espacio a un conjunto de puntos discretos y
convertirlo en una geometría analítica en tres dimensiones o las que hagan falta para representar las observaciones
experimentales con el modelo matemático concreto que se utilice.
Existe un problema importante, seguramente de carácter sociológico, lo más
común es confundir las dimensiones matemáticas con las físicas. Se llega a afirmar que cualquier variable matemática es una
dimensión espacial adicional.
Bueno, yo diría que conviene tener claro que las dimensiones espaciales son
muy diferentes de otras muchas variables, aunque un ordenador no sepa muy
bien distinguir una cosa de otra.
5. Geometría espacial de la Teoría de Cuerdas.
Con esta geometría del espacio nos podemos dedicar a jugar al escondite, porque con tantas dimensiones no debe de ser fácil encontrar
los conceptos adecuados para describir la realidad física. Parece que está reservada a una utilización intensiva de las
matemáticas.
De los cinco puntos señalados sobre formas de entender la geometría del espacio, a mi juicio
(Teoría de la Equivalencia Global), coexisten los dos primeros, mientras que los tres últimos son teorías más o menos reconocidas (bastante) pero
que no pueden aportar experimentos directos por la propia naturaleza abstracta de espacio y de la obvia realidad física.
A continuación intento explicar el significado físico de algunas geometrías del espacio de forma no necesariamente académica.
Geometría plana del espacio euclídeo o espacio euclidiano
Vamos a hacer magia, a intentar hacer una definición de un espacio euclídeo
tridimensional utilizando únicamente un elemento de la geometría plana de dos
dimensiones.
Recordando a Platón el griego, podríamos hacer la siguiente definición de la
geometría del espacio de tres dimensiones: "Será el espacio tridimensional el que proyectará sombras sobre un plano bidimensional
de acuerdo con las denominadas leyes de las sombrillas".
Otro ejemplo serían las proyecciones de las ondas armónicas tridimensionales
sobre un plano o elemento de la geometría plana. No hay que asustarse, con
imaginar las sombras de un par de pelotas botando en un día soleado sería una
aproximación suficiente.
Lo mismo ocurriría para una geometría analítica de tres dimensiones o
geometría euclídea. Por supuesto la respuesta tiene trampa, como toda magia
que se precie, la tercera dimensión se incluye no en el espacio euclídeo
bidimensional de referencia sino en las ecuaciones que expresarían las leyes de
las sombrillas, lo que de hecho la transforma en una geometría analítica de
tres dimensiones.
Es interesante manifestar que las ecuaciones de las citadas leyecitas
contendrían información de un mundo mucho más complejo que el bidimensional
de referencia y por ello serán de aplicación más general que aquellas leyes que describan un espacio euclidiano bidimensional o
geometría plana.
En otras palabras, no se puede definir un espacio euclidiano o plano que se
doble o admita otros trucos de magia porque se estaría jugando con el
lenguaje.
Se puede "doblar" una tercera dimensión que integremos o superpongamos en
una geometría plana pero las dos dimensiones del plano permanecerán
invariables o con las mismas reglas que tenían salvo que también las
cambiemos; en cuyo caso, estaríamos cambiando de plano, de gusano, de concepto y de todo.
Se parecería demasiado a una geometría del espacio con el teorema del punto
gordo, que es aquél por el que pasan dos rectas paralelas.
Conviene remarcar que el incluir un nuevo tipo de relación que afecte a las coordenadas de
referencia o ejes del plano es equivalente a añadir nuevas dimensiones donde éstas serían las leyes que rigen su cambio o variación. Este es
un concepto básico de geometría y matemáticas.
De hecho, esto es lo que pienso que hacen las transformaciones de Lorentz
con sus ecuaciones.
Quizás fuese conveniente el buscar ecuaciones con más variables que
permitiesen facilitar ciertos cálculos y algunas comparaciones al igual que, sin
duda, hace la Teoría de la Relatividad de Einstein; pero sin que obliguen a perder la noción de conceptos
fundamentales físicos para la lógica de nuestra naturaleza como el tiempo y el espacio objetivos.
II.c.3. Concepto de masa, masa inercial y energía
El concepto de masa y su relación con la estructura reticular de la gravedad o globina en la teoría de todo de
la Teoría de la Equivalencia Global se expone en el libro en línea de la Mecánica Global.
Asimismo, la definición de energía, como propiedad de la materia en general o
Globus, se realiza en el libro en línea de la Dinámica Global, también dentro de la teoría del todo citada.
En esta página se comenta y se crítica la definición de masa inercial de la Mecánica Clásica, la definición de masa relativista y diversos conceptos relacionados.
z Definición de masa inercial.
De acuerdo con la mecánica clásica, por la segunda ley de Newton si una
fuerza actúa sobre un cuerpo, éste adquirirá una aceleración directamente proporcional a la fuerza aplicada, donde la constante de
proporcionalidad sería su masa inercial. En consecuencia, una fuerza constante podría elevar la velocidad de un objeto de forma
indefinida.
Este aspecto chocaría con la imposibilidad de superar la velocidad de la luz en
la mecánica relativista.
Asimismo, la física relativista mantiene el principio de igualdad entre masa inercial y masa gravitatoria de Isaac Newton.
El mantenimiento de este principio es un tanto artificial, pues la precesión de
la órbita de Mercurio y del resto de planetas y estrellas muestra lo contrario,
salvo que se estire el espacio para conseguir la cuadratura del círculo orbital.
Esta pequeña desviación de la masa gravitatoria respecto a la masa inercial es
explicada por el efecto Merlín en el libro en línea de la Dinámica Global.
Además, la nueva perspectiva de la definición de masa aportada por el libro en
línea de la Mecánica Global hace innecesarios, redundantes e imprecisos tanto el concepto de masa gravitatoria como el de masa inercial.
z Definición de masa relativista.
La consecuencia más notoria de los postulados de la Relatividad Especial de Albert Einstein fue la equivalencia o conversión entre masa
y energía.
La relación de equivalencia se deduce en la física relativista al aplicar a las fórmulas de
la energía cinética con el principio de conservación de la cantidad de movimiento a las asociadas con cambios en la velocidad
relativista. En concreto, la equivalencia resultante es:
m = m
0
/(1 - v²/c²)½
m = J m
0
Donde m es la masa o masa relativista del cuerpo, m
0
es la masa en reposo o masa propia y v la velocidad.
Lo que quieren decir estas fórmulas matemáticas es que la masa de un cuerpo
es mayor cuando está en movimiento relativo respecto a un observador que
cuando se encuentra en reposo respecto a dicho observador.
Y con el desarrollo en serie de la constante J se deduce de forma sencilla que
la energía cinética relativista es:
Ec= m0 v² /2 = (m - m 0) c²
Y, lógicamente, la energía total:
E = mc²
El primer experimento que confirmaba la masa relativista fue el
descubrimiento por Bücherer en 1908 de que la relación de la carga del
electrón y su masa (e / m) era menor para electrones rápidos que para los lentos. Posteriormente,
incontables experimentos confirman los resultados y fórmulas físicas anteriores.
La masa y la energía se convierten así en dos manifestaciones de la misma cosa. Los principios de conservación de la
masa y de la energía de la mecánica clásica pasan a configurar el principio de conservación de la energía-masa relativista más general.
Hasta aquí la presentación más o menos ortodoxa de la masa relativista. A mí me parecería más lógico hacer las deducciones al revés, partir de la equivalencia masa- energía confirmada
experimentalmente y deducir la velocidad máxima de la luz en lugar de postularla como axioma matemático. A continuación, se debería
haber buscado una explicación física de los fenómenos; en lugar de supeditar la teoría física a las
matemáticas. Por ejemplo, se impone el axioma matemático de velocidad de la luz constante y máxima y la Teoría de la Equivalencia Global
mantiene¬
que ni es máxima ni constante.
Sin embargo, es justo reconocer que algunas predicciones cuantitativas de la relatividad son impresionantes,
como la precesión del perihelio de Mercurio; no obstante, también la Teoría de la Equivalencia Global la
explica bajo un paradigma alternativo de la realidad física.
Algunas de las casualidades despistantes y de los puntos descritos en el apartado de Física relativista y matemáticas están
relacionadas con la definición de masa relativista.
Se cometen errores de concepto al realizar predicciones y se vuelven a
cometer al interpretar los resultados en numerosos experimentos de física. En
su caso, se estarían vulnerando las bases elementales del método científico.
Todo aparato que utilice la tecnología moderna se puede considerar como un
aparato de Lucifer, normalmente contendrá en sus mecanismos metales y utilizará la electricidad. Haciendo uso de cierta licencia prosaica
podemos decir aparatos de hierro y luz o, con licencia libertina, aparatos de luz-y-fer.
Asimismo, la precisión de los aparatos de medición en esta materia está muy
condicionada por la naturaleza de los experimentos de física, puesto que
puede verse afectada la propia masa y energía de estos aparatos y confundirse
con cambios en el tiempo y el espacio.
Es lo que ocurre con los relojes en las naves espaciales, sobre todo si
son atómicos, sus mecanismos se ven afectados por la velocidad y la
gravedad debido a los efectos sobre la resonancia de masa, y acaban por
perder la sincronización que tenían, pero no tiene nada que ver con la
relatividad del tiempo.
Otro ejemplo ya repetido, la velocidad de la luz será máxima por aplicación de
las fórmulas de Lorentz, no porque al medirla se verifique que es cierto. De lo
contrario, no haría falta hacer dicha transformación.
En la construcción del mapa del universo se supone que c y G son constantes
y por lo tanto las mediciones que se hacen concuerdan, porque los mapas contienen esa configuración
implícitamente.
No obstante, no siempre se cometen errores, la Astronomía está
constantemente aportando datos nuevos o contradictorios.
Prácticamente todas las mediciones que se efectúan con la ayuda de Lucifer.
Si se utiliza la electricidad, al medir aspectos relacionados con la misma se pueden tener
problemas con la sensibilidad necesaria o producirse la verificación por efecto del aparato más que por el
experimento en sí mismo.
En cualquier caso, es un problema común a la investigación básica.
Otro problema es la existencia de muchísimos datos que se han obtenido por
derivación de otros y de la aplicación de leyes aceptadas. Las masas de los planetas, las distancias entre los mismos
son ejemplos obvios de dichos casos.
También es justo decir que los cálculos son complejos y tienen en cuenta posibles interrelaciones entre los
datos.
Veamos un ejemplo de cómo las mediciones de muchas propiedades no son
tan perfectas como cabría esperar. No quiero decir que deberían ser mejores,
muy al contrario, mi deseo es manifestar que las limitaciones reales son
mucho mayores que lo que el público en general imagina.
Quizás una de las mayores causas de ciertas confusiones sea el que los
programas de divulgación científica siempre intentan mostrar lo más avanzado
e impresionante de la ciencia, minimizando las pequeños contrariedades
aunque, a veces, sean insalvables.
Como sabemos, la gravedad terrestre es:
g = G masa / espacio²
Donde, según fuentes fidedignas:
g = 9,80665
G = 6,67266 * 10 -11
Masa = 5,97370 * 1024
Radio terrestre = 6,378140 * 10 6
Ahora bien, tanto la masa como el radio de la Tierra son datos que se obtienen
indirectamente. Además hay que tener en cuenta la dificultad de determinar el
radio con exactitud milimétrica puesto que no existe una línea dibujada de
hasta dónde llega el globo terráqueo.
De hecho, la gravedad cambia desde el Ecuador a los Polos porque la Tierra
está algo achatada. También cambia por el efecto de la fuerza centrífuga como
nos muestran los experimentos físicos Vinil Disc, Onda Petrus y Peonza.
Con la masa pasa lo mismo, no tenemos una balanza tan grande como para
pesar la Tierra como si fuese una pelota; incluso habría que tener en cuenta las
variaciones de su energía cinética.
Por otra parte, existen distintos tipos de masa. Por ejemplo,
la masa
correspondiente a la energía cinética tiene características distintas a la masa en
reposo, puesto que altera su configuración espacial.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 60 28/05/2010 La conclusión a la que pretendo llegar es que no es necesaria la Teoría de la
Relatividad para deducir que la masa aumenta con la velocidad y que la relación
matemática sea la inversa del seno. Esta relación matemática es típica en teoría
física para el caso de magnitudes que se ve afectadas dos veces por la misma
variable. Paradójicamente, el decir que la velocidad aumenta con la energía
cinética podría ser más correcto desde un punto de vista de causa-efecto.
Situándonos a principios del siglo XX, la velocidad máxima conocida era la de la
luz y la masa de los electrones aumentaba con su velocidad. Si de las observaciones
se desprende que la relación no es lineal sino exponencial, no creo que fuese muy
difícil que alguien hubiera conseguido encontrar las relaciones matemáticas
existentes entre masa en reposo y masa total [2a] y [2b] siguientes; y más
probablemente si estas relaciones sólo son observables a velocidades cercanas a la
de la luz.
Del significado conceptual y matemático de las ecuaciones [1] [2b] y [3] se llega a
la famosa ecuación [0] sin utilizar para nada la relatividad. De hecho, parece que
fue Olinto de Pretto, un industrial y matemático de Venecia, quien publicó por
primera vez la fórmula E = m c² en una revista científica llamada Atte, en 1903
En otras palabras, la masa o algunos tipos de masa se incrementan con la
velocidad, o mejor al revés; pero no es necesaria ninguna hipótesis de relatividad,
no deja de ser un fenómeno físico como el cambio de estado sólido-líquido-
gaseoso del agua.
z Masa propia y energía cinética relativista.
La transformación ¬o equivalencia masa-energía:
[0]¬¬ E = m c²
Esta famosa fórmula es la aportación más llamativa de Einstein en su Teoría
de la Relatividad porque es la base teórica de la bomba atómica.
Por definición de la Física General tenemos:
E = fuerza * distancia = N * m
E = masa * aceleración * distancia = kg * m² / s²
[1]¬¬ E = masa * velocidad²
Lo que hace algo menos espectacular la ecuación de Einstein anterior [0].
Sabemos que Einstein llego a esta ecuación como consecuencia de su Teoría
de la Relatividad y que como paso previo dedujo la fórmula de la masa
relativista:
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 61 28/05/2010 [2a]¬¬ m = m
0
/(1 - v²/c²)½
J = 1 /(1 - v²/c²)½ ¬¬|¬¬ 1 + ½ v²/c²
Donde m es la masa o masa relativista del cuerpo, m
0
es la masa en reposo o
masa propia y v la velocidad.
Aunque parezca una fórmula muy complicada, en realidad es bastante simple,
la masa relativista es función del producto de la masa en reposo y del inverso
del seno del ángulo que formarían la velocidad y la velocidad de la luz si
fueran un cateto y la hipotenusa de un triángulo rectángulo.
Ahora se puede decir que la fórmula de la masa relativista [2a] es también
menos espectacular de lo que aparenta. Además, se sigue pudiendo hacer la
simplificación después de realizar el desarrollo en serie de Taylor de la constante J
que nos daría por aproximación que la
masa cinética = m - m
0
masa cinética ¬¬|¬¬ m
0
(1 + ½ v²/c² )- m
0
[2b]¬¬ masa cinética ¬¬|¬¬m
0
½ v²/c²
Desde otra perspectiva, la masa obtiene velocidad cuando se le aplica una
fuerza. La energía adicional de la masa se denomina energía cinética y
también estaba cuantificada por la Física General. O sea, que tenemos que
cuando aumenta la energía cinética aumenta la masa y parece obvio que el
proceso inverso también existe, aunque a Einstein le constará un par de años
admitir dicha posibilidad.
[3]¬¬ E
c
= ½ m
0
v²
¬
z Sistemas de referencia del espacio y tiempo y masa relativista.
Por otra parte, la física relativista mantiene que la masa depende de cada
observador, o mejor dicho, de cuál sea el sistema de referencia del espacio y el
tiempo en que se mida su estado de reposo o movimiento relativo. No deja de
ser extraño, o bien la masa no es algo físico o bien lo único que cambia con el
sistema de referencia es el conjunto de unidades del Sistema Internacional de
Unidades (SI). Aunque creo que la unidad de masa o kilogramo todavía no lo
han relativizado.
Centrándonos en los corolarios o deducciones de los postulados de la Teoría de
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 62 28/05/2010 la Relatividad Especial de Einstein podemos observar los errores que comete e
intentar comprender o averiguar las verdaderas leyes de la física con cierta
abstracción o distancia de las matemáticas.
Según qué observadores sirvan como origen del sistema de referencia en el
espacio, así los cuerpos tendrán masas diferentes no sólo para su misma
velocidad física sino para su mismo tiempo. Perdón, mismo tiempo no, por la
definición de tiempo relativista, también el tiempo depende del sistema de
referencia y, en consecuencia, el principio de simultaneidad ha perdido su
significado autónomo. ¡Por este camino de relativizar el lenguaje no se puede ir a ningún
sitio!
Si tomamos como sistema de referencia del espacio uno que no sea el natural
o que no sea el más simple, entonces nuestro cerebro tendrá más problemas
para interpretar la realidad física, en la medida que el nuevo sistema de
referencia se aleje del primero. Un caso ejemplificador sería pensar que es toda
la Tierra la que está acelerada bajando hacia una pera que se encuentra a cierta
bajura respecto a la misma. Seguro que Newton diría: ¡Esto es la pera!
Éste es el gran problema que le veo yo a tanta relatividad, hay cosas relativas y
cosas que no lo son. Filosóficamente, siempre se puede argumentar lo
contrario, pero también podemos decir que la realidad física no existe; pero no
creo que siguiéramos en el mundo de la ciencia. Como mucho, podríamos
estar practicando el juego de la oca con navajas en lugar de dados. ¡La realidad
existe y se trata de entenderla y explicarla de la forma más simple!
Para la Teoría de la Equivalencia Global, la masa depende de la velocidad; pero el
aumento de masa cinética se debe a la velocidad medida respecto al sistema de
referencia natural o respecto al reposo físico, que es precisamente el sistema
solidario con la estructura reticular de la gravedad o globina. La definición de
movimiento y sus características particulares en función del objeto material que se
mueve se expresa en el libro en línea de la Dinámica Global.
Para evitar posibles confusiones, para los marcianos el sistema de referencia
privilegiado sería el campo gravitatorio de Marte.
En nuestro caso, los terrícolas, ese sistema de referencia sería la Tierra.
En general, parece que sería el campo gravitatorio sobre el que se produzca el
desplazamiento de las partículas objeto de estudio. Cuando digo la Tierra me
refiero a su campo gravitatorio, y es obvio que éste se desplaza con ella; pero
respecto a la luz y otras partículas en movimiento dentro del citado campo, éste se
encuentra en reposo desde el punto de vista de la masa y la energía de las citadas
partículas por ser su sistema de referencia natural o privilegiado físicamente.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 63 28/05/2010 En el libro en línea de la Mecánica Global se expone una novedosa propuesta sobre
la creación de la masa, que implica no sólo una Teoría de Gran Unificación por
explicar la interacción electro débil y la nuclear fuerte sino una Teoría del Todo
(TOE) por unificar también dichas interacciones con la interacción gravitatoria.
Dicho de otra forma, simplificando un poco el modelo físico de la nueva teoría del
todo, la masa global depende de la masa en reposo y de la masa cinética que la
modula y produce el mecanismo reticular de la energía cinética.
Para ir facilitando la tarea de identificar los diferentes conceptos de realidades
físicas e incluso la diferente perspectiva de una misma cosa, he ido mencionando
algunos nombres de los utilizados en los libros de la Teoría de la Equivalencia Global.
Al concepto de la masa total en movimiento la llamaré masa global. La masa
global estará compuesta por la masa en reposo más el aumento de masa debido al
incremento de la velocidad. Al aumento de masa lo podemos llamar masa
cinética y es equivalente a la energía cinética dividida por c².
¬
Globina y masa
Mecanismo reticular de la energía cinética
¬
He elegido el término masa cinética para evitar confusiones terminológicas con masa
relativista y masa inercial, ya que ambas se utilizan en unas ocasiones como masa
total y en otras como masa cinética.
Por su parte, el concepto de masa en reposo es confuso, no es una buena
denominación por los múltiples sistemas de referencia que se utilizan en la física
relativista. Por eso nos quedaremos con el concepto de masa propia,¬ definido
como reposo real sobre su sistema de referencia natural.
masa global = masa propia + masa cinética
Estos conceptos de masa son muy importantes puesto que su origen, su destino y
sus relaciones físicas son distintos en la Mecánica Global y en la Dinámica Global,
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 64 28/05/2010 como partes de la teoría del todo que configuran la Teoría de la Equivalencia Global.
La ecuación [2a] es ahora la ecuación de la masa global. Ahora bien, es patente la
coincidencia de la relación de incremento de la masa con la velocidad con la
ecuación deducida por Einstein a partir de su mecánica relativista.
A mi juicio, ésta es una de las grandes casualidades que confundieron a la
comunidad científica.
En otras palabras, si cada vez que nos aparece un fenómeno físico que sigue en
alguna medida una transformación debida a las formas derivadas del teorema de
Pitágoras o, lo que es lo mismo, relaciones entre variables que siguen la
proporción del seno, del coseno o de sus inversos, se decidiera relativizar el
tiempo, ahora mismo no podríamos saber en que año nos encontrábamos.
Pero eso no es lo que ha ocurrido históricamente, en esta ocasión hubo más
casualidades y no encontraron la piedra filosofal, como ya he comentado en otros
apartados.
¬
¬
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 65 28/05/2010 ¬
II.c.4. Teoría de la luz
Este apartado estudia la teoría de la luz desde el punto de vista de su naturaleza
esencial física; es decir, las características derivadas de qué es la luz como energía
electromagnética y su comportamiento o relaciones básicas con otros conceptos de
la Física Moderna como energía cinética, masa y gravedad.
Una curiosidad importante de la física relativista de Einstein es
la no
comprensión de la naturaleza de la luz, ya que no explica por qué la velocidad
de la luz es máxima, sencillamente lo impone como axioma matemático y, lo que es
peor, se pretende decir que tiene carácter experimental.
Cuando salió la Teoría de la Relatividad de Einstein podía tener sentido por la poca
experiencia de la época pero, después de un siglo de desarrollo científico, resulta
extraño que la Física Moderna siga sin explicar qué es la luz. La dualidad onda
partícula de la luz no es otra cosa que una forma de reconocer que la definición o
concepto de la luz, sus características y su naturaleza siguen sin comprenderse del
todo.
No cabe duda de que la Física Moderna está en un proceso de cambio importante.
La busca de una Teoría de Unificación o de una Teoría del Todo que explique qué es la
luz, y que, o bien la nueva teoría física consiga la compatibilidad de la Mecánica
Cuántica con la teoría de Einstein, o bien sustituya dichas teorías, es un tema cada
día más presente en el ambiente científico y en los medios de comunicación.
La falta de un concepto o definición de lo que es la luz se percibe por la actitud
de la Física Moderna. Por un lado, la Teoría de la Relatividad es una teoría abstracta y
matemática y, por otro, la Mecánica Cuántica ha renunciado, en principio, a explicar
lo que ocurre en el interior de los márgenes del principio de incertidumbre o de
indeterminación de Heisenberg, condicionada en gran medida por los aspectos
supuestamente probados por las teorías de Einstein.
En la Física Moderna, se podría hablar de luz oscura, al igual que todos aquellos
conceptos de los que no acaba de conocer su naturaleza.
En los siguientes puntos se tratan las características de la luz desde el punto de
vista de la Teoría de la Relatividad de Einstein y, en su caso, de la Mecánica Cuántica.
Asimismo se añade la perspectiva del nuevo paradigma de la Física Global o teoría
del todo de la Teoría de la Equivalencia Global.
El primer punto se dedica a qué es la luz desde el punto de vista de su realidad
material o abstracta, a la relación de la luz con la masa y a la teoría de la luz
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 66 28/05/2010 relacionada con su característica principal de ser energía.
Aunque es difícil separar unas propiedades de la luz de otras, en el segundo punto
se tratará la naturaleza de la luz respecto a la velocidad y las características
derivadas de la misma.
La teoría de la luz del primer punto está desarrollada por el libro en línea de la
Mecánica Global, dentro del paradigma de la nueva teoría del todo; mientras que la
física de la luz agrupada en el segundo punto se analiza en el libro en línea de la
Dinámica Global de la citada teoría del todo.
II.c.4.a) ¿Qué es la luz?
Si queremos conocer qué es la luz, deberemos responder directamente a la
pregunta. Una buena definición de luz es la de energía electromagnética con una
frecuencia dentro del rango visible. Sin embargo, el concepto de luz no queda claro
pues deberíamos saber con exactitud qué es la energía electromagnética.
El concepto de luz es complejo y para entenderlo es mejor analizar por separado
los siguientes elementos y relaciones esenciales:
z Soporte material de la luz o de la energía electromagnética.
La dualidad onda partícula de la luz es una de las características de la luz
menos comprendidas. De una parte su naturaleza ondulatoria no ofrece
ninguna duda por los fenómenos de interferencia y, por otra parte, el
comportamiento de la luz como partícula deducido del efecto fotoeléctrico es
innegable.
La incógnita sigue siendo la eterna pregunta de qué es la luz o si la luz tiene
masa o no. Según la física relativista de Einstein y la Mecánica Cuántica un
fotón de la luz es una partícula sin masa. Claro que otro problema de la Física
Moderna es que tampoco se sabe muy bien qué es la masa, y así sucesivamente.
El concepto de luz como una partícula abstracta parece más del ámbito de la
filosofía que de la ciencia.
La definición de luz más adecuada de la Física Moderna sería, a mi entender,
un campo de fuerzas matemático o abstracto que se reproduce a sí mismo en
un espacio vacío. Después hay todo tipo de singularidades, de incertidumbres
y de versiones. Desde viajes en el tiempo hasta efectos de otras dimensiones.
El problema de la gravitación, la luz y la masa se agrava con la famosa
ecuación de Einstein de transformación de masa en energía y viceversa E =
m c². El cerebro acaba por creérselo literalmente, son dos cosas totalmente
intercambiables y la naturaleza de la luz y de la masa debe ser la misma.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 67 28/05/2010 Sin embargo para la Mecánica Global de la Teoría de la Equivalencia Global los
conceptos de luz y de masa son muy distintos, aunque tengan
una
característica común. La característica de la luz común con la masa es que la
luz es la propiedad de energía electromagnética o energía elástica de naturaleza
transversal de la estructura reticular de la gravedad y la masa es dicha materia
reticular comprimida que acumula energía electromagnética y de tensión de la
curvatura longitudinal.
Dicho de otra forma, el significado de la ecuación de Einstein
de
transformación entre energía y masa es la transformación de un tipo de
energía en otro. Muy al contrario, otras características de la luz son totalmente
diferentes de las de la masa, pues la luz y la masa son dos conceptos distintos
en la Física Global.
¬
Movimiento y velocidad de la luz
Galaxia sombrero en infrarrojo
(NASA-Imagen de dominio público)
¬
El problema de la gravitación de la física relativista de Einstein es que no
detecta que en el proceso de trasformación de un tipo de energía en otro se
producen además alteraciones de la materia reticular o globina. Precisamente
dicha materia reticular es la que soporta o detenta las distintas propiedades
energéticas.
La nueva teoría es coherente con el significado normal de las palabras energía
y masa. Por un lado, del concepto de luz que todos tenemos se deriva que es
una propiedad de la materia en general, es decir, la energía es una propiedad de
algo físico. La definición de luz o energía de Wikipedia va en el mismo
sentido.
Por otro lado, el significado de masa está directamente ligado a un elemento
de la realidad física o material.
Además el propio concepto de energía involucra a la masa, a la aceleración
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 68 28/05/2010 (tiempo) y a la distancia recorrida como dimensiones o
unidades
independientes en su definición. Es decir, la magnitud m se refiere a algo
físico y el tiempo y el espacio contenidos en la aceleración y la distancia son
propiedades de la realidad física.
z La luz en los fenómenos de creación de masa y ondina.
La masa para el Modelo Estándar de la Mecánica Cuántica es un misterio y en
la actualidad se está buscando la partícula de Higgs, que se supone es la que
aporta la masa a las partículas con masa.
En la Mecánica Global, la masa será la materia reticular comprimida debido a la
energía electromagnética o energía de torsión transversal sobre la globina.
Así, la energía de torsión se transforma en energía reversible de
compresión y energía de tensión de la curvatura longitudinal o energía
potencial gravitatoria. La transformación de globina en masa es simultánea
con la transformación de un tipo de energía elástica en otro.
La ondina es un tipo de masa, por ser materia comprimida, muy inestable que
se corresponde con los electrones. Para desplazarse de una órbita a otra los
electrones se convierten en energía electromagnética hasta que se vuelve a
comprimir la materia reticular, relajando las diferencias de la tensión
transversal y consiguiendo un nuevo punto de equilibrio gravito-magnético.
La teoría del todo incorpora una nueva teoría del átomo con
las
características citadas de los electrones.
z Diferencia entre la luz o energía electromagnética y energía cinética.
La energía cinética en la Física Moderna no se dice muy bien qué es, si es masa o
es otro tipo de fuerza abstracta y matemática. Por su ecuación se diría que se
soporta en un incremento de masa con la velocidad y poco más.
El mecanismo reticular de la energía cinética de la Dinámica Global es más
complicado de explicar o entender porque para ello se deben aceptar, tener en
cuenta o interiorizar los conceptos anteriores sobre la luz y la masa.
El incremento de masa relativista con la energía cinética se confirma
experimentalmente por dos motivos. Uno, porque la física relativista altera las
unidades del Sistema Internacional de Medidas y, otro, porque muchos
experimentos a menudo funcionan adecuadamente porque el sistema en
reposo elegido coincide con el verdadero o privilegiado sistema de referencia
energético de la luz en el contexto espacial del experimento: la Tierra.
El sistema de acumulación de energía cinética materializado en un
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 69 28/05/2010 incremento de masa opera respecto del campo gravitatorio en el que se
mueve el objeto. En nuestro caso, en la Tierra, el campo gravitatorio
dominante claramente es el de la propia Tierra. Sobra decir que en el contexto
de estos experimentos coexiste con la coincidencia cuantitativa mencionada
entre masa relativista y el incremento real de masa por la acumulación de la
energía cinética.
En todos los experimentos que se produzcan estas casualidades, que son
muchos porque somos humanos y vivimos en la Tierra, se confirmará
falsamente la Relatividad Especial de Einstein.
¬
¬
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 70 28/05/2010 ¬
II.c.4.b) La naturaleza de la luz
En la letra anterior hemos visto el concepto o naturaleza de la luz desde el punto
de vista de su realidad o soporte material y de sus relaciones con la masa, la energía
electromagnética y la energía cinética.
Ahora vamos a completar la naturaleza de la luz con el análisis de sus
características respecto al movimiento en dos vertientes. Conviene señalar que
conocer la naturaleza de la luz señalada en el párrafo anterior es necesario para
entender las características del movimiento de la luz.
La primera vertiente se refiere a las características de la luz sobre su velocidad
derivadas de que la globina o estructura reticular de la gravedad es el medio
soporte por el que se produce la propagación de las ondas mecánicas transversales
de la energía electromagnética.
En segundo lugar, la naturaleza de la luz como energía o propiedad energética
de la materia reticular y al consiguiente efecto de la variación de la tensión de la
curvatura longitudinal de la globina sobre la propagación de las ondas mecánicas
transversales.
El comportamiento de la luz respecto al movimiento es estudiado en detalle en el
libro en línea de la Dinámica Global, que forma parte de la nueva teoría del todo de
la Física Global o Glóbica.
Las características de la luz respecto al movimiento se pueden agrupar en los
siguientes puntos:
z La estructura reticular de la gravedad como medio soporte de la luz.
La luz se desplaza en el vacío sin necesidad de medio soporte de acuerdo con
la física de la relatividad de Einstein y de la Mecánica Cuántica.
Como hemos visto en el libro en línea de la Mecánica Global, la naturaleza de la
luz o energía electromagnética es de onda mecánica transversal sobre la
estructura reticular de la gravedad.
Las características de la luz por tener medio soporte y relacionadas con su
velocidad son:
{ Velocidad constante.
En la física de la relatividad de Einstein la velocidad de la luz es
constante en el vacío por axioma o postulado teórico.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 71 28/05/2010 En la Dinámica Global la velocidad de la luz es constante siempre y cuando
no cambie el medio por el que se desplaza o una de sus características que
influyan en la velocidad de las ondas mecánicas transversales.
La globina o estructura reticular de la gravedad se considera el medio
soporte de la luz y es un medio no dispersivo. En consecuencia, si
cambia su tensión de la curvatura longitudinal o energía potencial
gravitatoria en un punto, entonces la velocidad de la luz se vería afectada.
{ Velocidad máxima.
En la física de la relatividad de Einstein la velocidad de la luz es máxima
en el vacío por axioma o postulado teórico.
Como hemos visto, en la Dinámica Global la velocidad de la luz es variable
en función de la energía potencial gravitatoria. Además no es máxima
pues es aditiva con la velocidad de su medio soporte como se comenta en
el punto siguiente.
Por otra parte, la velocidad de las ondas mecánicas en un medio más
denso, como la masa, debería ser mayor.
{ Velocidad de la luz aditiva respecto a su sistema de referencia
natural.
El comportamiento de la luz es inercial especial cuando se analiza desde
un punto exterior a su sistema natural de referencia o sistema de
referencia privilegiado, que normalmente para nosotros es la Tierra.
Al ser los humanos un poco tierra-céntricos, y efectuar todos los
experimentos iniciales en la Tierra se generaliza la idea de que la
naturaleza de la luz no es inercial. Inercial en el sentido de que la
velocidad de la luz incorpore la velocidad de la fuente.
Por eso digo inercial especial, porque la velocidad de la luz es aditiva
únicamente medida desde el exterior, porque en el interior de su sistema
natural de referencia siempre es la misma, mientras no se alteren las
propiedades del medio soporte. Para entender lo que quiero decir o para
explicarme mejor, la luz se comporta en la Tierra como el arrastrarse de
una serpiente en un vagón de un tren o en la arena del suelo: ¡Con
velocidad igual en todas las direcciones!
La serpiente del vagón solamente va más rápida en una dirección que en
otra cuando se mide la velocidad desde el suelo, ¡u otro planeta!
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 72 28/05/2010 La NASA tiene previsto el experimento LISA para detectar las ondas
gravitacionales en el espacio para 2010. Para ello enviará al espacio tres
naves espaciales para realizar un experimento de interferometría similar al
de Michelson-Morley. Creo que dicho experimento confirmará este
apartado plenamente, acabando por lo tanto con la Teoría de la Relatividad
de Einstein.
El citado experimento es uno de los que permite decir que la Teoría de la
Equivalencia Global es una teoría científica ya que propone la verificación
experimental de sus afirmaciones. En el libro en línea de Experimentos de
física se explica de forma pormenorizada el experimento Lejano
Michelson-Morley, idéntico al experimento LISA proyectado por la
NASA.
¬
Naturaleza juguetona de la luz
¬
¬
z La luz y la Ley de la Gravitación de Newton.
Las características de la propagación de la luz no sólo se ven afectadas por el
hecho de tener medio soporte sino por las propias características de dicho
medio soporte.
Acabamos de ver que la velocidad de la luz no es constante ni máxima, ahora
vamos a ver cómo afecta la energía potencial del campo gravitatorio a la
propagación de la luz.
No se debe confundir el efecto de la energía potencial sobre la luz con un
hipotético efecto de la Ley de la Gravitación de Newton; pues ésta no afecta a la
luz, dado que la luz es una propiedad de la globina y no de la masa.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 73 28/05/2010 Veamos las consecuencias de la naturaleza de la luz en los siguientes
fenómenos naturales:
{ La curvatura de la luz por las estrellas.
La física de la relatividad de Einstein explica el fenómeno la curvatura de
la luz con una contracción o expansión del espacio debido a un efecto
geométrico del continuum.
El libro en línea de la Ley de la Gravedad Global afirma en su apartado sobre
la Experimentos de Energía que este fenómeno natural de la curvatura de la
luz y el del corrimiento al rojo gravitatorio son el mismo fenómeno físico.
La curvatura se debe a la segunda componente de la atractis causa o efecto
Merlín, también explicado por dicho libro.
{ Corrimiento al rojo gravitatorio.
La física de la relatividad de Einstein explica el corrimiento al rojo
gravitatorio con una dilatación temporal.
El libro en línea de la Ley de la Gravedad Global explica este fenómeno
natural, en su apartado sobre Corrimiento al rojo gravitacional de la luz, por la
diferencia de la tensión de la curvatura longitudinal del medio soporte de
la luz o globina y porque el juego de fuerzas y energías del medio soporte
es aditivo a la propia energía de la luz.
¬
¬
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 74 28/05/2010 ¬
II.e) Física relativista y matemáticas
Creo que una noción bastante aproximada de la Teoría de la Relatividad de Albert
Einstein es que es un conjunto de curiosidades matemáticas que hacen su trabajo
de representación de la realidad física a medias. La otra mitad es la Mecánica
Cuántica con su propio conjunto de curiosidades matemáticas, estadísticas y
filosóficas. Lo peor o lo mejor de todo, es que son incompatibles entre sí.
Seguramente no puede existir una contradicción simple que invalide la física
relativista pues, en su caso, ya se hubiera descubierto hace tiempo. Aparte de
cambiar la definición de segundo, claro está.
Con toda normalidad, los comentarios críticos contenidos en el listado de Errores y
curiosidades matemáticas de la física relativista se refieren por un lado, salvo
excepciones, a los conceptos y no a las fórmulas estilo barroco tardío y, por otro
lado, a las interpretaciones de los hechos y no a los hechos propiamente dichos. En
cualquier caso, hasta los hechos parecen bastantes relativos cuando hablamos de
las teorías de Einstein porque, en ocasiones, no pasan de ser meros ejemplos
mentales.
La falta de fórmulas o desarrollos complicados no significa que las curiosidades
matemáticas de la mecánica relativista no tengan un gran contenido matemático,
muy al contrario, cuando se entienden los conceptos subyacentes a las fórmulas es
cuando realmente se comprenden los temas, y me atrevo a decir las propias
matemáticas.
La primera curiosidad matemática de la Teoría de la Relatividad Especial de Albert
Einstein que nos ocupa es que la relación podría ser:
hecho relativo = hecho normal * J
Donde J = relatividad / normalidad
Los Errores y curiosidades matemáticas de la mecánica relativista están
ordenados o mezclados, según se mire, en función de los elementos de la Teoría ¬de
la Relatividad de Einstein. Es decir, se encuentran intercalados en el resto de
páginas del libro, en este apartado figura un cuadro de enlaces a los más llamativos.
Obviamente, existe casi unanimidad sobre la bondad de la física relativista, lo que
significa que se asume prácticamente como un dogma de fe matemática. Sería
bueno intentar abandonar los prejuicios, entendidos como preconceptos, a la hora
de leer este apartado y mucho mejor el presuponer que las críticas son
correctas, de forma que se compense el efecto anterior y se entiendan las
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 75 28/05/2010 curiosidades matemáticas de la mecánica relativista con un sentido constructivo.
La idea es recomponer desde el principio la historia de la física relativista
aprovechando la cultura actual e intentando no incorporar o presuponer ninguna
conclusión en las premisas; para ello hay que poner especial cuidado en la
terminología empleada y los conceptos implícitos que pueden estar contenidos en
la misma.
Desde luego, me da la impresión que las debilidades de fondo de la Teoría de la
Relatividad Especial de Albert Einstein imposibilitan el disponer de una
terminología clara y precisa.
¬
Sun spot
Solar and Heliospheric Observatory (SOHO)
(NASA - Imagen de dominio público)
¬
Antes de entrar en la argumentación quería señalar que lo más difícil será separar lo
correcto y real de lo incorrecto en la física de la mecánica relativista, aunque lo
último sea correcto en un sentido imaginario y comprender, en su caso, por qué se
cometieron y se siguen cometiendo ciertos errores o aciertos imaginarios.
Se enumeran y explican algunos de los errores más normales contenidos en los
innumerables experimentos de física que supuestamente confirman la Relatividad
Especial de Einstein, simpáticas curiosidades matemáticas y vicios en la
aplicación del método científico. Si bien, es necesario señalar que muchos puntos
participan de varios de estos aspectos y que tampoco están todos los que son.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 76 28/05/2010 La eficacia de los cálculos en muchos casos es un hecho, a pesar de los errores en
la interpretación conceptual.
Valga un ejemplo, la Relatividad General de Einstein explica la precesión del
perihelio de Mercurio con impresionante precisión. Ahora bien, la teoría del todo
de la Teoría de la Equivalencia Global hace lo propio bajo un modelo teórico
incompatible con la mecánica relativista de Einstein.
Lógicamente, cuando no se conoce la naturaleza física de un suceso siempre se
puede tirar por la calle de en medio y aplicar una solución puramente matemática si
se consigue ajustar numéricamente.
En definitiva, la base del método científico se derrumbó por rendirse ante la
supuesta eficacia de de la física relativista de Einstein, aunque no tuviese ni pies ni
cabeza. Bueno, tampoco es la primera vez que ha ocurrido.
Luego pasa lo que pasa, si las matemáticas invaden la física surge la Teoría de la
Relatividad de Einstein y sus singularidades; cuando la invade la estadística surge la
Mecánica Cuántica y florecen principios de indeterminación por todas partes
y,finalmente, si la invade la filosofía barata emerge la evolución Darwinista.
¡Mutaciones teóricas por todas partes!
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 77 28/05/2010 ¬
¬
ERRORES Y CURIOSIDADES MATEMÁTICAS DE LA FÍSICA
RELATIVISTA
z Curiosidades matemáticas de la mecánica relativista.
{ Modelo Heliocéntrico versus Tolemaico
{ El giro del bailarín
{ No-distinción entre la velocidad física o real y la velocidad relativa, mental
o abstracta
{ Descubrimiento en Grecia del teorema de Pitagóras
{ Descubrimiento en América de la Relatividad Especial
z Errores de concepto de la relatividad.
{ La independencia del observador
{ La teoría del observador ignorante
{ Los observadores extraterrestres
{ Confusión con la verdadera relatividad subjetiva del tiempo, el amor y la
vida
z Vicios en la aplicación del método científico.
{ Traje a medida de las interpretaciones matemáticas
{ Hipótesis irreales o contradictorias
{ Explicaciones metafóricas donde la metáfora es la prueba en sí misma
{ Predicciones cuantitativas y sus mediciones en los experimentos de física
z Excesivo recurso de la ciencia a la magia.
{ La complejidad como excusa
{ Geometría plana del espacio euclídeo o euclidiano
{ El refugio mágico
¬
¬
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 78 28/05/2010 ¬
III. Relatividad General de Einstein
La Relatividad General, de 1916, incluye técnicamente a la Teoría de la Relatividad
Especial de 1905, pero en este apartado se comenta la parte nueva o añadida, que
versa principalmente sobre los efectos de la gravedad.
El desarrollo de la Teoría de la Relatividad General de Einstein se hizo necesario para
explicar los sistemas acelerados y las incoherencias y lagunas de la Teoría de la
Relatividad Especial; donde el ejemplo estelar sería la paradoja de los gemelos.
La justificación argumental se basa en el Principio de Equivalencia de Einstein,
publicado en 1911, que enlaza con la relatividad inicial del tiempo de la Teoría de la
Relatividad Especial. A los efectos temporales de la velocidad relativa en sistemas de
referencia inerciales se le añaden, por el Principio de Equivalencia, efectos
temporales a la gravedad.
Así, los sistemas de referencia acelerados o con gravedad se configuran como
sistemas de referencia no inerciales.
En otras palabras, cambios en la velocidad o aceleración serán equivalentes a
cambios en la intensidad del campo de gravedad. De forma un tanto encubierta se
está estableciendo un sistema de referencia privilegiado, el campo de gravedad.
La confirmación de las teorías de Einstein más extendida es la de los relojes
atómicos. En el libro en línea de Experimentos de Física se comentan diversos
experimentos con relojes atómicos que también podrían relativizar el tiempo.
Por otra parte, en el libro en línea de la Dinámica Global se explican las razones
físicas por las que el átomo de cesio cambia su frecuencia de resonancia tanto con
la velocidad como con la intensidad del campo de gravedad.
En su día, al confirmarse algunas de las predicciones de la Relatividad General de
Albert Einstein se confirmaron indirectamente parte de la Teoría de la Relatividad
Especial, al formar parte de la misma y haber sido modificada o matizada, puesto
que en algunos aspectos la Teoría General de la Relatividad (RG) dice lo contrario que
la RE.
Claro que, por la misma razón, si se deshace o se sustituye por otro el Principio de
Equivalencia de Einstein, la Relatividad General se quedaría sin la relatividad del
tiempo y la Teoría de la Relatividad Especial se quedaría con las paradojas y sin
verificaciones empíricas.
Si además se demostrase que la gravedad arrastra la luz con el experimento Lejano
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 79 28/05/2010 Michelson-Morley propuesto por la nueva teoría del todo Teoría de la
Equivalencia Global, la RE prácticamente dejaría de existir y, consecuentemente,
a la Teoría General de la Relatividad (RG) de Einstein le pasaría lo mismo al
cimentarse sobre la primera.
El problema fundamental abarcado por las teorías de Einstein es el tiempo, algo
cuya naturaleza no conocemos bien y que hasta la fecha nadie, ni siquiera ningún
gemelo, ha vuelto del otro mundo. La Teoría de la Relatividad General de Einstein, a
pesar de su impresionismo y sus ecuaciones de campo, nunca recibió el premio
Nobel después de tantas "contrastaciones empíricas".
¬
Galaxia espiral con barra NGC 1300
(NASA and STScI-Hubble Team
Imagen de dominio público)
¬
Al mismo tiempo, decir que la gravedad es un efecto geométrico de la
curvatura del espaciotiempo es mucho decir, y no es de extrañar que todavía
queden aspectos de la misma por demostrar e incluso por comprender y que
noventa años después se siga diciendo que la gravedad es una fuerza en todas las
escuelas.
A mí me parece que algunas cosas son más curvaturas del lenguaje y de las
abstracciones mentales que de las realidades físicas.
{ Confusión con la verdadera relatividad subjetiva del tiempo, el amor y la vida ¬
En la justificación filosófica de la Teoría de la Relatividad General (RG) Albert
Einstein utilizó en varias ocasiones modelos de comportamiento o
sentimiento humano, especialmente relacionados con el amor.
Aunque he dedicado a los efectos del amor y otras situaciones vitales sobre el
tiempo el libro en línea de la Ecuación del Amor, quería recordarlo aquí como
una de las deficiencias, al ser uno de los falsos preconceptos que se tienen
siempre presentes en los experimentos que confirman esta teoría, pues no se
deben mezclar demasiado ni los puntos de vista subjetivo y objetivo, ni la
física y la metafísica.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 80 28/05/2010 En otras palabras, si uno está previamente convencido de que el tiempo es
relativo, cualquier juego matemático complicado, como las ecuaciones de
campo de Einstein, que lo confirme será fácilmente aceptado por nuestra
mente y, a mi juicio, será un tremendo error tanto material como formal.
Indudablemente, esta coincidencia de la perspectiva subjetiva del tiempo con
la imaginaria o ficticia de la Teoría General de la Relatividad de Einstein es otra
de las casualidades o circunstancias que ayudaron a que se aceptase la citada
RG.
Un tema resbaladizo es la visión intuitiva de todo esto; al relativizar conceptos
básicos de la física se pierde completamente dicha visión y todo son problemas casi
puramente matemáticos en las teorías de Einstein. Así aparece el famoso continuo
espaciotiempo y se pasa al espacio matemático de cuatro dimensiones de la
geometría de Minkowsky de la Relatividad Especial y a la geometría de Riemman
de la Relatividad General.
Si la geometría de Minkowsky añade un cuarto eje al continuum
del
espaciotiempo, la geometría de Riemman curva los cuatro ejes del mismo. Si
alguien tiene interés en profundizar en estos temas también puede estudiar la
métrica de Schwarzschild, eso sí, queda avisado de que le podría producir
tensores emocionales, a pesar de estudiar casos simples de las ecuaciones de campo
de Einstein.
Indudablemente la Teoría General de la Relatividad ha sido comprobada
empíricamente en algunas de sus predicciones, pero ello no significa que las
interpretaciones o justificaciones teóricas de los hechos sean correctas. En
definitiva, hay interpretaciones de hechos empíricos y algunas partes de las teorías
de Einstein que considero más o menos correctas pero otras no.
No deja de ser divertido como, en ocasiones, aparecen noticias sobre nuevos
experimentos para verificar la Relatividad General, ¡Por algo será!
¬
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 81 28/05/2010 ¬
III.a) El Principio de Equivalencia de la teoría de Einstein
La idea base del Principio de Equivalencia de la Relatividad General es la equiparación
entre aceleración y gravedad. Este Principio de Equivalencia, incorporado por la
Relatividad General en 1916, sirvió a las teorías de Albert Einstein para justificar una
segunda relatividad del tiempo independiente de la definida por la Relatividad
Especial.
En otras palabras, los efectos sobre el tiempo y el espacio de la velocidad en la
Teoría de la Relatividad Especial (RE) de Einstein se extienden al campo gravitatorio
en la Teoría General de la Relatividad (RG)
La forma en que interactúa la gravedad con el espacio es mediante la deformación
del mismo, se trata del conocido efecto geométrico de la curvatura del espacio-
tiempo. Ahora ya no es suficiente con una geometría del espacio de cuatro
dimensiones (como la geometría de Minkowsky de la RE) sino que es necesario
curvar los propios ejes de esa geometría matemática para recoger el efecto de la
gravedad sobre el espacio-tiempo o viceversa en la teoría de Einstein de 1916.
z El refugio mágico. ¬
Me da la impresión de que la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein
se utiliza para intentar cuadrar experimentos que no encajaban bien con la
Relatividad Especial. Algo así como el famoso cajón de sastre de los desastres.
Seguramente esta segunda teoría recoge los problemas y críticas recibidas en
los diez años que la separan de la primera teoría de Einstein.
Esto me recuerda un capítulo de la serie Friends en el que una de las
protagonistas se encuentra con un viejo amigo que hace ocho años que no ve,
porque ha estado en Ginebra trabajando con un experimento de Física de
Partículas. Al preguntarle qué tal le va, éste le responde: "He cambiado de proyecto
porque al final me he convencido de que lo que estaba intentando hacer era imposible".
Por ejemplo, siempre se puede argumentar que uno se encuentra en un
sistema no inercial e invocar la teoría de Einstein de 1916, todos los sistemas
en alguna medida lo son, lo que ocurre es que en muchos casos la pérdida de
precisión de la información por suponer que es inercial es manejable o
despreciable, o que los resultados acompañen por otras casualidades
despistantes.
No sólo se recurre a la Teoría de la Relatividad General o segunda teoría de
Einstein cuando un experimento tiene problemas sino cuando la RE entra en
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 82 28/05/2010 contradicciones insalvables, como en la paradoja de los gemelos. Por más que
leo la solución que ofrece la magia de la relatividad no la entiendo: ¿Por qué no
es la Tierra la que sufre aceleraciones y desaceleraciones en lugar de la nave espacial desde un
punto de vista relativista puro? ¿Acaso la Relatividad General viene a decir justo lo
contrario que la RE al crear sistemas preferentes por la gravedad?
Supongo que a todos nos suena eso de que es equivalente tener una aceleración
constante que encontrarse fijo sometido a un campo gravitatorio, ésta es la idea
básica del Principio de Equivalencia de la teoría de Albert Einstein.
A mi juicio, dicho Principio de Equivalencia supone una simplificación de la
realidad al concentrarse en aspectos concretos de la misma, olvidándose de otros
aspectos energéticos con posibles efectos análogos a los que explica o intenta
explicar la relatividad del tiempo de la teoría de Einstein, pero muy diferentes
conceptualmente hablando; entre los que se pueden comentar los siguientes:
z Hay que precisar que el Principio de Equivalencia de la teoría de Einstein es
cierto única y parcialmente desde el punto de vista de la fuerza de atracción o
empuje. Por ejemplo, desde el punto de vista del movimiento, aceleración y
gravedad no son lo mismo; un cuerpo acelerado se mueve y uno en un campo
de gravedad no.
z Desde el punto de vista energético, también habría que hablar de equivalencias
entre gravedad y presión, pensemos en la gravedad de los puntos centrales de
una estrella, en realidad podría ser cero si la suma de componentes
gravitatorios se anulase, sin embargo...
z La conocida equivalencia entre velocidad y temperatura. Ver el experimento
del Reloj Invisible en el libro en línea de Experimentos de Física.
Un aspecto bastante negativo de la teoría de Einstein es que se limita a
incorporar principios en lugar de ofrecer explicaciones de las causas físicas de los
fenómenos observados.
En los libros de la Mecánica Global y la Dinámica Global se expone la teoría del todo
sobre la materia y la gravedad. Los efectos del Principio de Equivalencia de la teoría de
Einstein se explican de forma alternativa por la interrelación de la masa con la
estructura reticular de la gravedad o globina. En un caso por el movimiento de la
masa a través de la globina y, en otro, por la variación de la tensión que ejerce la
globina sobre la masa con las variaciones en la intensidad del campo de gravedad.
El Principio de Equivalencia de la teoría de Einstein plantea los efectos de la
gravedad sobre la masa y la energía, logrando explicar las famosas predicciones de la
Relatividad General. Entre los más famosos se pueden citar los del efecto lentes
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 83 28/05/2010 gravitacionales de las estrellas sobre la luz, la precesión del perihelio de Mercurio y
el corrimiento al rojo gravitacional.
En el libro en línea de la Dinámica Global se expone una explicación física de estos
mismos fenómenos naturales bajo un nuevo paradigma físico que no curva el
tiempo ni el espacio, ni nada parecido.
Si los experimentos o predicciones de la Relatividad General se pueden explicar sin la
curvatura del espacio-tiempo entonces la Relatividad Especial pierde gran parte de su
apoyo empírico.
Si además la nueva teoría del todo, alternativa a las teorías de Einstein, explica por
qué los relojes atómicos se alteran con la velocidad y la gravedad sin dilatar el
tiempo, entonces parece que las teorías de Einstein son incorrectas. ¡Después de
tantas comprobaciones empíricas!
En términos generales, no es que la Relatividad General de Einstein no sea la teoría
más acertada o que su aproximación a la realidad no sea la más simple y, en
ocasiones, dicha aproximación se haya conseguido únicamente formalmente al
cambiar las definiciones de segundo y metro en 1967, sino que la teoría de
Einstein es incorrecta.
Es decir, a pesar de sus aciertos formales, contiene errores que son detectables
experimentalmente por ser independientes de las convenciones formales citadas,
como el arrastre de la luz por el campo de gravedad a través del nuevo
experimento del Lejano Michelson-Morley también propuesto por la teoría de
todo la Teoría de la Equivalencia Global en el libro en línea de Experimentos de Física.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 84 28/05/2010 ¬
III.b) Predicciones de la Relatividad General
Las predicciones de la teoría de Einstein de la Relatividad General no son
predicciones en sentido estricto. Por lo menos, la más espectacular, la de la
precesión del perihelio de Mercurio o desvío del eje mayor de la órbita del planeta
era un fenómeno conocido con anterioridad, aunque no estuviese explicado.
También era sospechado que la trayectoria de la luz se curvaba al pasar cerca de las
estrellas, el problema era la cuantificación del fenómeno.
Es innegable que Einstein tenía una gran intuición de la realidad física y un
especial dominio de las matemáticas. No obstante, el hecho de seguir por la vía de
la relatividad del tiempo en lugar de buscar soluciones más inteligibles me induce a
pensar que no consiguió una visión de conjunto y que sus ecuaciones de campo
podrían haber sido diseñadas ad hoc para lograr explicar la curvatura de la luz y la
precesión del perihelio de Mercurio.
Las tres predicciones de la Relatividad General se deducen de sus ecuaciones de
campo, siendo su desarrollo concreto demasiado complicado para los objetivos de
esta exposición. La exposición será muy superficial y limitada a las partes más
conocidas de la teoría de Einstein sin entrar en la complicación matemática que la
caracteriza o las nuevas teorías futuristas que se basan en ella.
Los aspectos matemáticos complican el razonamiento lógico y no tiene por que
haber errores conceptuales si se suprimen y se entienden implícitamente incluidos
en los razonamientos. No son más que puras matemáticas, y así nos ahorramos las
tensiones en el cerebro por no necesitar más conceptos asimilados.
En el libro en línea de la Dinámica Global se expone una explicación alternativa, con
similar precisión y comparativamente mucho más simple de las tres predicciones
de la Relatividad General bajo un nuevo paradigma que mantiene la geometría
euclidiana y el tiempo absoluto.
Las tres predicciones más importantes de la teoría de Einstein de la Relatividad
General son las siguientes:
z La curvatura doble de la luz, efecto lupa o de lentes gravitacionales.
Albert Einstein señaló primero que la luz se desviaba al pasar junto a cuerpos
masivos en la misma proporción o ángulo que indicaba la teoría de la gravedad
de Newton para los planetas y luego corrigió a una cantidad que justamente
era el doble de la anterior.
La única explicación conocida para dicho cambio es puramente matemática al
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 85 28/05/2010 provenir de las ecuaciones de campo de la teoría de Einstein. Una pena que
no se indagara en las causas físicas, pues en dicha diferencia cuantitativa
subyace una de las claves más notables del paradigma de la nueva Teoría de la
Equivalencia Global.
Después de varios intentos fallidos por diversas causas, con el eclipse del Sol
de 1919 se comprobó empíricamente que las predicciones de la teoría de
Einstein en este sentido eran correctas.
¬
Lentes gravitacionales
Doble anillo de Einstein
(NASA - Imagen de dominio público)
¬
z La precesión del perihelio de Mercurio.
Sin duda, ésta explicación es la estrella más brillante del universo: una
desviación de 43'' segundo de arco cada 100 años en el eje de la órbita del
planeta Mercurio. La Teoría de la Relatividad General la explica con un error tan
pequeño que no deja margen a dudas razonables sobre la corrección de la
misma.
La precesión del perihelio de Mercurio se cuantifica por la teoría de Einstein de la
Relatividad General en:
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 86 28/05/2010 Si en esta fórmula cambiásemos el 6 por 2S la precesión del perihelio de Mercurio
nos daría la fórmula propuesta por la Teoría de la Equivalencia Global en el libro
en línea de la Dinámica Global, con lo cual, ya tendríamos dos teorías
contradictorias sin margen de dudas no razonables.
La Teoría General de la Relatividad de Einsteinse ajusta perfectamente a las
observaciones porque, de hecho, está otorgando doble efecto gravitatorio a la
energía cinética a través de sus ecuaciones de campo; pero el efecto adicional
en lugar de aplicarlo a la masa global como fuerza de gravedad lo se efectúa
vía distorsión del espacio.
La artificialidad de la teoría de Einstein se debe a la imposibilidad del
reconocimiento de las verdaderas leyes de la gravedad, por su incondicional
insistencia en el principio de igualdad entre masa inercial y masa
gravitatoria, desconociendo e ignorando la naturaleza material de la masa
física. En definitiva, en lugar de avanzar en la comprensión de
las
características de la masa, lo que provocó la Teoría de la Relatividad General fue
una total desnaturalización de la fuerza de gravedad.
z Corrimiento al rojo gravitacional.
El famoso corrimiento al rojo gravitacional (o al azul) de la luz implica una menor
frecuencia (o mayor) y, por lo tanto, menor o mayor energía, y se produce
cuando las ondas electromagnéticas se alejan o se acercan del centro de un
campo gravitacional.
En el libro en línea de la Dinámica Global se explica por qué este corrimiento es
el mismo efecto energético que el de la curvatura de la luz.
No se debe confundir el corrimiento al rojo gravitacional con el desplazamiento al
rojo con el efecto Doppler relativista que se podría presentar por las
velocidades relativas entre emisor y receptor o el corrimiento al rojo
cosmológico aún no explicado satisfactoriamente en su integridad.
El efecto Doppler relativista siempre me ha extrañado mucho, por un lado se dice
que la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores y por otro
que existe un efecto Doppler relativista o corrimiento al rojo relativista.
Desde luego, es cierto que se produce este efecto Doppler relativista, tanto si
es el emisor o el receptor de la onda el que se encuentra en movimiento. Y los
cálculos de la Teoría de la Relatividad General ofrecen resultados satisfactorios.
La falta de sentido semántico viene porque normalmente está prohibido tomar
como observador relativista a la propia luz. De ahí que su análisis resulte con
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 87 28/05/2010 poco fundamento lógico y se tenga que recurrir a las consabidas dilataciones
temporales.
Aunque al mismo tiempo el efecto Doppler relativista se justifica como un
intercambio energético, se hace como consecuencia de la dilatación temporal
en lugar de la razón correcta que es la equivalencia energética debida al
movimiento relativo euclidiano.
A pesar de que matemáticamente la teoría de Einstein de la Relatividad General sea
correcta, no se debe admitir una complicación tan enorme y artificial de la realidad
física sin buscar alternativas más razonables de acuerdo con la navaja de Occam.
A mi juicio, se podría deber a una desviación personal en cuanto a una exacerbada
tendencia a complicar artificialmente los temas con los objetivos normales de
dificultar el plagio, entorpecer la crítica y realzar los logros personales y,
finalmente, ser victima de la propia manera de actuar.
Relativizar el tiempo y el espacio es igual a destruir sus conceptos naturales, tan
naturales como que están inmersos en la propia concepción de la vida que todos
tenemos. Será precioso para películas de viajes en el tiempo, pero para el trabajo
científico de las neuronas es poco menos que suicida.
En definitiva, tenemos dos teorías científicas incompatibles, la Relatividad
General y la Teoría de la Equivalencia Global que explican las famosas tres
predicciones. Sólo me falta escuchar que lo bueno será el punto medio, no, no...,
por favor, no, ¡nunca! El teorema del punto medio se puede entender como un
hecho normal, ¡Pero nunca como un argumento científico!
¡Además, la Teoría de la Relatividad es incompatible con la Mecánica Cuántica!
Ahora bien,
¡La Teoría de la Equivalencia Global inlcuye la Dinámica Global y la Mecánica Global!
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Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 88 28/05/2010 ¬
III.c) Las teorías de Einstein y la paradoja de los gemelos
En un libro de física donde se explica la paradoja de los gemelos de las teorías de
Einstein, al final se dice: "... Lo que ocurrió fue que las aceleraciones de A alteraron sus
procesos biológicos y, aplicando las conclusiones de la relatividad general en el caso de relojes
acelerados, encontramos que a su regreso A es más joven que B..."
Aunque fuese cierto, cosa improbable porque no deja de ser un ejemplo imposible
e imaginario, no significaría nada respecto a la supuesta relatividad del tiempo.
¬
Gemelos perplejos
¬
¬
Veamos un contraejemplo, tenemos dos trozos de madera idénticos, uno de ellos
lo dejamos sin mover y otro lo arrastramos a gran velocidad por el suelo y
volvemos al lugar de origen después de unos cuantos kilómetros.
Seguramente ahora haya diferencia entre la "edad" de los dos trozos de madera. Yo
lo siento, pero no veo ninguna alteración del tiempo.
Lo mismo ocurriría con la paradoja de los gemelos, uno de ellos sufriría el efecto de la
velocidad con alteraciones en su masa y siguiendo con el ejemplo, totalmente irreal,
seguramente su metabolismo se podría alterar de forma que podría envejecer
rápidamente (en lugar de morir de la emoción).
Ahora bien, sigo sin ver ninguna demostración sobre cambios en la velocidad del
tiempo como afirman las teorías de Einstein. Todos sabemos que existen animales
con un metabolismo mucho más rápido que el nuestro y no pensamos que vivan
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 89 28/05/2010 en un mundo paralelo ni nada parecido.
Resumiendo, aunque en última instancia pueda ser un ejemplo correcto, la paradoja
de los gemelos plantea tres problemas importantes al método científico. El primero
ya citado que es un ejemplo matemático e irreal sobre aspectos vitales fuera de su
contexto normal. El segundo, porque siguiendo la Teoría de la Relatividad Especial de
Einstein utiliza un lenguaje forzado y lleno de connotaciones técnicas mezcladas
con el lenguaje popular.
Finalmente el tercer problema de la paradoja de los gemelos es que, debido a que la
interrelación de los dos primeros apura los límites de la capacidad del cerebro
humano, el sentido común se encuentra limitado artificialmente. En otras palabras,
¿Por qué no se busco otro ejemplo que no tuviera tantos inconvenientes?
El tema me parece muy simple, siempre y cuando podamos intercambiar un
gemelo por otro (supongo que esa es la idea de llamarse paradoja de los
gemelos), si no hay nada que lo impida (como en el supuesto de la Relatividad
Especialde Einstein), nunca uno puede ser mayor que otro. Y, desde luego, no hace
falta ninguna ayuda de las matemáticas para este razonamiento tan simple y tan
inmediato.
{ Explicaciones metafóricas donde la metáfora es la prueba en sí misma ¬
La famosa parábola de los gemelos es uno de los ejemplos paradójicos que más se
utilizan o más conocidos para describir las teorías de Einstein y que más
problemas plantean al método científico, puesto que es un ejemplo
totalmente teórico e impracticable.
La paradoja de los gemelos es una contradicción intrínseca a la relatividad
del tiempo que no tiene solución sino se aplica la Relatividad General. Es decir,
creando sistemas de referencia privilegiados para poder discriminar qué
gemelo se mueve o se acelera más, es justo lo contrario de lo que se entiende
por relatividad pura.
Además, la Relatividad Especial siempre será un caso especial de la Teoría General
de la Relatividad, luego la solución debería estar presente en la primera teoría de
Einstein.
De hecho, la Relatividad General en muchos aspectos dice justo lo contrario que
la Relatividad Especial; así, con definiciones a medida y con una u otra se acaba
explicando casi todo lo real y todo lo imaginario.
Las teorías de Einstein suponen un conjunto de ideas que funcionan. Que
funcionan porque realmente incluyen las reglas matemáticas de la naturaleza, no
puede ser de otra forma. Ahora bien, el aparato matemático cuando no oculta las
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 90 28/05/2010 leyes físicas las desnaturaliza totalmente.
Cuando he preguntado a auténticos expertos ¿por qué la luz se desvía el doble con
la relatividad que con la Ley de la Gravedad de Newton? nadie me ha dado ninguna
razón que no fuera matemática. Será que casi nadie o nadie conoce el significado
físico de las ecuaciones de campo y sus operaciones para este caso.
Asimismo, eso no quita para que las teorías de Einstein no cometan algún que otro
error importante y que, en conjunto, supongan una rémora importante en la
actualidad para el desarrollo de la ciencia en esta materia.
También funcionaba la Teoría de Tolomeo respecto al geocentrismo terráqueo,
hasta que dejó de funcionar. Las teorías de Einstein significan no ya una vuelta al
geocentrismo señalado, sino una acentuación en esa línea, ya que otorgan el
privilegio de ser el centro del universo a cualquier punto o partícula que denomina
observador.
Ahora bien, en la práctica, la Teoría General de la Relatividad (RG) de Einstein crea
un sistema de referencia privilegiado al situar en la geometría del espacio-tiempo la
masa y su efecto gravitatorio; aunque se siga invirtiendo la definición de gravedad
respecto a la dicotomía matemáticas-física, para desgracia de la filosofía.
Para acabar este libro en línea, un poco de prosa poética. Además de los gemelos
inocentes de la paradoja de las teorías de Einstein, existen elementos particulares
que a mi entender ellos mismos quieren retirarse por no encontrarse a gusto, me
refiero a:
z El furioso amor.
Atormentado por las quiméricas ecuaciones. ¡Me ha comentado que con la mía está
encantado!
z La relatividad del tiempo y del espacio.
Una cosa es relativizar el tiempo un poquito, como podría ser en el hipotético
caso del enanito rojo venusiano y otra, los cambalaches tan brutales que sufre
el pobre mesón antes de desintegrarse, ¡a pesar de su corta vida media!
Continuando con el mesón, éste también debe tener ojos de águila porque ve
cada metro como casi dieciséis de los normales.
En definitiva, las matemáticas son una herramienta para explicar la realidad,
pero alterar la realidad hasta determinados extremos para explicar las
matemáticas, me parece que ni el enano mesón lo entiende muy bien.
Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 91 28/05/2010 z El observador ignorante.
Un observador querría ser por lo menos tan inteligente como seamos capaces
de crearlo.
z La pálida luz.
Debilitada por el brillo de las constantes del aburrimiento.
z La triste gravedad
Encerrada en la imaginaria torre del espacio-tiempo matemático.
z La ciencia.
Que siente la gravedad del distanciamiento medio ambiental entre el
conocimiento científico y su entendimiento básico por la sociedad.
z La equivalencia que se siente injustamente limitada y exagerada, ¡Según se
mire!.
De todas formas, no parece una simple tarea el convencer de los errores de las
teorías de Einstein para borrarlas del mapa, incluso en el caso de que estuviesen
verdaderamente equivocadas.
Con el paso del tiempo se hace más arduo, pero al mismo tiempo se denota que el
tiempo no es tan relativo como muchos seres vivos desearíamos.
¡Tiempo al tiempo!
* * *
Cuando Goblin acaba el libro relativo, le dice a Don Magufo:
-¿Por qué no vamos corriendo y se lo decimos a Mª José?-
Éste le responde:
-Bueno, pero ya sabes lo que pasó cuando le contamos que habías descubierto
que si los hombres son mamíferos, las mujeres son pollíferas-
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Teoría de La Relatividad Especial y General de Einstein sobre el espacio y el tiempo
Página 92 28/05/2010
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¿Es ésta la última actualización del libro?
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Mª José T. Molina
Cuentos infantiles cortos
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