2. Experimentos iniciales (anteriores a 1905)


La Teoría Especial de la Relatividad (RE) es una teoría inventada en 1905 por Einstein para explicar varios resultados experimentales. Desde entonces, se ha descubierto que explica una amplia gama de resultados experimentales. RE no es un juego matemático o simplemente una hipótesis. RE es una teoría física que ha sido bien probada muchas veces.
Un relato detallado de la historia temprana de TRE se da en:
  • Arthur L. Miller, Teoría especial de la relatividad de Albert Einstein: Emergencia e interpretación temprana , Addison Wesley, 1981, ISBN 0-201-04680-6.
Cuando Albert Einstein escribió su famoso artículo: "La electrodinámica de los cuerpos en movimiento" en 1905, ya tenía apoyo experimental para su nueva teoría:
... Ejemplos de este tipo, junto con los intentos fallidos de descubrir cualquier movimiento de la Tierra en relación con el "medio ligero" sugieren que los fenómenos de la electrodinámica, así como de la mecánica, no poseen propiedades correspondientes a la idea del reposo absoluto. Sugieren más bien que, como ya se ha demostrado para el primer orden de pequeñas cantidades, las mismas leyes de la electrodinámica y la óptica serán válidas para todos los marcos de referencia para los que las ecuaciones de la mecánica son válidas ...
¿Cuál fue el apoyo experimental para esta afirmación? Hubo varios experimentos relacionados con la electrodinámica de los cuerpos en movimiento que no son muy conocidos hoy en día; pero Einstein conocía numerosos ejemplos. Muchos de estos experimentos fueron revisados ​​en el importante artículo de
  • HA Lorentz "Sobre la influencia del movimiento de la tierra en los fenómenos luminíferos", Versl. Kon. Akad. Wettensh. Amsterdam, 297 (1886) .
Lorentz mostró que la teoría de la luz de Stokes, que suponía un arrastre completo del éter en la superficie de la Tierra y disminuía a cero al arrastrarse lejos, tenía graves problemas con la aberración y los resultados de Arago y Airy.
  • Bradley, Phil. Trans. 35, no 406 (1728).
Bradley (1727) descubrió que las imágenes de estrellas se mueven en pequeñas elipses. Esto se explica como una aberración debida al movimiento de la Tierra alrededor del sol. Esto es inconsistente con un modelo simple de luz como ondas en un éter que es arrastrado por la Tierra; es consistente con RE.
  • Arago, Oevre completa, T.1. pág. 107 (1853) (publicación retrasada de los resultados a partir de 1810).
Se examinó el cambio de enfoque esperado de un telescopio refractor debido al movimiento de la Tierra alrededor del sol. Este es el primer orden en v / c si se supone que la lente arrastra completamente la luz. El resultado nulo es consistente con RE. Los resultados de Arago hicieron que Fresnel desarrollara su teoría del arrastre parcial del éter, que luego fue confirmada por:
  • Fizeau, Ann. de Chem et de Physique, 3e ser., T.57 pág. 385 (1859).
Midió la velocidad de la luz en materiales en movimiento. El coeficiente de resistencia de Fresnel está sólidamente establecido por experimentos y es consistente con RE dentro de las resoluciones experimentales.
  • Hoek, Arch. Neerl. T.3, pág. 180 (1868).
Versión mucho más precisa del concepto básico del experimento de Arago, utilizando una fuente terrestre y un interferómetro cuadrado (anillo) con un lado en agua y tres en aire. El resultado nulo es consistente con el resultado de Arago y con el coeficiente de resistencia de Fresnel, y con RE.
  • Airy, Proc. Royal Soc. Londres, V20, pág. 35 (1871); V32, pág. 121 (1873). Phil. revista 43, pág. 310 (1872).
Airy probó si la aberración estelar permanecía sin cambios si el telescopio estaba lleno de agua. Lo hizo, de acuerdo con la predicción de RE.
  • Kettler, Pogg. Ann., Bd. 144, pág. 370 (1872); Bd 147, pág. 410 y pág. 410 (1872). Astr. Und. Theorie, pág. 66 (1873).
Experimentos de polarización e interferencia similares a los de Hoek.
  • Mascart, Ann. de l'Ecole Normale, 2e ser., T.1 pág. 210-214 (1872); T.3, pág. 376 (1874).
No se observan cambios de polarización en la dirección del movimiento de la Tierra.
  • WC Roentgen, Annalen der Physik 35 (1888), pág. 264.
Tenga en cuenta que Roentgen describe en este artículo un experimento "fallido", en el que trató de medir la velocidad de la Tierra a través del éter (una versión "primitiva" del experimento Trouton-Noble).
  • R. Blondlot, CRAS 133 (1901), pág. 778.HA Wilson, Philosph. Tramitar. Roy. Soc. Londres 204 , 121 (1904)HA Wilson, M. Wilson, Philosph. Tramitar. Roy. Soc. Londres 89 , 99 (1913).
Experimentos relacionados con la llamada convección de Roentgen, con un campo magnético (ver Sommerfeld Vol. 3 , Capítulo 4, y von Laue Cap. 1). El experimento de Blondlot fue uno de los primeros experimentos con μ, ε = 1.
  • Rayleigh Phil. revista (6) 4, pág. 678 (1902).Apoya a Phil. revista (6) 7, pág. 317 (1904).Phil. revista (6) 10, pág. 71 (1905); pág. 387 (1905).
Experimentos sobre el efecto del movimiento de la Tierra sobre la doble refracción.
  • Eichenwald, Annalen der Physik 11 (1903), pág. 1 y pág. 241.
Experimentos relacionados con la llamada convección de Roentgen, con un campo eléctrico (ver Sommerfeld Vol. 3 , Capítulo 4).Base experimental de la Relatividad Especial - Indice
1. Introducción
2. Experimentos tempranos (anteriores a 1905)
3. Pruebas de los dos postulados de Einstein
4. Pruebas de dilatación del tiempo y efecto Doppler transversal
5. Pruebas de la paradoja de los gemelos
6. Pruebas de cinemática relativista
7. Pruebas de contracción de la longitud
8. Pruebas recientes de CPT e invariancia de Lorentz
9. Otros experimentos
10. Experimentos que aparentemente no son consistentes con RE / GR
11. Expresiones de gratitud y copyrigth