naves espaciales en movimiento

[GNzcuber]

Re: naves espaciales en movimiento

El efecto Doppler para el sonido lo entiendo perfectamente, por lo menos en líneas generales (emisor que se acerca o se aleja, observador que se acerca o se aleja)

Son tan generales esas líneas que llegan a ser erróneas. Me alegra que por lo menos tengas una idea de lo que es el efecto Doppler, ahora te faltará entenderlo un poco más para descubrir la situación que te planteo.

pero para la luz como dice la wikipedia no es igual:
Efecto Doppler relativista:"El efecto Doppler relativista es distinto del efecto Doppler de otro tipo de ondas como el sonido debido a que la velocidad de la luz es constante para cualquier observador independientemente de su estado de movimiento."

El efecto es el mismo para ambos, se produce por una velocidad relativa del receptor y/o emisor con el medio de propagación. Si estás en la Tierra el sistema de referencia del sonido será el medio de propagación (aire, agua, hierro, etécetera), si estás en el vacío ... ¿Cuál es la velocidad relativa con respecto al vacío? Para ti será cero, para otro que se mueva respecto a ti será cero, a esto me refería con que el vacío no está hecho de partículas y no puedes notar un "viento" de vacío.

Es decir, tienes que aceptar antes el postulado relativista: que la velocidad de la luz es constante para cualquier observador independientemente de su estado de movimiento.

Yo mantengo que no hace falta, las razones son las dichas anteriormente:
1. Un sistema de referencia inercial no puede notar si él mismo está quieto o en movimiento rectilíneo uniforme, porque es lo mismo, y allí se cumplirán las leyes de la Física mejor que aquí, ya que la Tierra sufre de aceleraciones;
2. Ya que la Física es la misma para cualquier sistema de referencia inercial, y las ecuaciones de Maxwell deducen que la velocidad de la luz en el vacío es $\displaystyle c=\frac{1}{\sqrt{\varepsilon_0\mu_0}}$ y se cumple, esto debe ser cierto para todo sistema de referencia inercial.

Una cosa es el efecto acústico o número de ondas por segundo que llegan al receptor, y otra la velocidad relativa del receptor respecto a las ondas, aunque ambas cosas estén implicadas.

Está claro que son diferentes a lo primero se le llama frecuencia y lo segundo velocidad relativa. No veo en qué momento he dicho que eran lo mismo.

Por ejemplo, si yo me muevo a 100 m/s en el mismo sentido que las ondas sonoras, que se mueven a velocidad s en el aire, las ondas se acercan a mí a vr = (s - 100) m/s. Eso afecta a la frecuencia de llegada de las ondas a mis oídos por el efecto Doppler, pero no afecta igual a alguien que se mueva a 10 m/s en mi misma dirección y sentido.

Efectivamente .

En cambio con la luz "obligamos" a que la velocidad de la luz sea la misma para el que se mueve a 100 m/s como para el que se mueve a 10 m/s, o el que está quieto, lo que obliga a su vez a hacer relativo el tiempo.

En el ejemplo anterior has supuesto que no había viento, es decir la velocidad relativa entre el aire y la Tierra era cero. Por lo que la persona que va a 100 m·s⁻¹ notará un viento más intenso que el que va a 10 m·s⁻¹. Si les preguntas te dirán que había viento, y el primero te dirá ha habido casi un huracán y el otro que sólo notó una pequeña brisa. Si luego les dices que no hubo viento para ti que estabas en reposo respecto el suelo, concluirán que se estaban moviendo.

Pero si estos personajes viajan por el vacío y les preguntas si han notado algo. Tu les dices que estabas en reposo y no te movías con respecto al vacío, ellos te dirán exactamente lo mismo. ¿A qué conclusión llegaríais? Cada uno pensaría que los otros dos son mentirosos ... .

Para el sonido/aire el sistema de referencia absoluto es el suelo

Si quieres sí, pero cuando trabajas con el efecto Doppler, el mejor sistema de referencia es el del medio de propagación de las ondas, por lo tanto ya no es tan absoluto.

pero para la luz/vacío no hay sistema de referencia absoluto. Pues bien, yo preferiría "inventar" un sistema absoluto para el espacio antes que forzar al tiempo a hacerse relativo. Pero que nadie me diga: "pues invéntalo" porque es evidente que no está a mi alcance. Me limito a divagar un poco aprovechando la existencia de internet y que no nos oye nadie.

El problema que al inventar un sistema absoluto obtendrías errores. El primer problema sería encontrar dicho sistema absoluto, pero esto ya se intentó y no se consiguió. Y el error ya lo comenté en otro post.

Supongamos que existe, por lo que la velocidad de la luz sería diferente para cada sistema inercial, dependiedo de cómo se muevan respecto al sistema absoluto. Pero si la luz es una onda, y éstas se propagan a la misma velocidad por un mismo medio sin importar el movimiento del emisor ¿Cómo es posible que vea diferentes velocidades para una nave que va en una dirección o en otra, o porque tengan diferentes velocidades?

Como no sea por el viento, que en el primer caso se movería en mi misma dirección y sentido, con la misma velocidad que yo, y en el segundo que el viento se mueve hacia mí (percibiría sonido más agudo) o alejándose de mí (percibiría sonido más grave), no lo veo posible.

Efectivamente es como dices, porque lo que importa es algo que has puesto más arriba, pero luego parece que no entiendes: "la velocidad relativa con respecto a la onda".

Efectivamente, de eso se trata

¿Puedes entender ahora que la relatividad del tiempo y el espacio no es un capricho sino un hecho lógico? Y por cierto, un hecho experimental también.

Un saludo

¡Saludos!

[pod]

Re: naves espaciales en movimiento

Para el sonido/aire el sistema de referencia absoluto es el suelo, pero para la luz/vacío no hay sistema de referencia absoluto. Pues bien, yo preferiría "inventar" un sistema absoluto para el espacio antes que forzar al tiempo a hacerse relativo. Pero que nadie me diga: "pues invéntalo" porque es evidente que no está a mi alcance. Me limito a divagar un poco aprovechando la existencia de internet y que no nos oye nadie.

Para el sonido no es el suelo, sino el aire en si. Un ejemplo típico es que haya viento.

En ciencia uno no se puede "inventar" nada. O, mejor dicho, se lo puede inventar, pero si no funciona en los experimentos tienes que abandonar la idea. Los experimentos demuestra que no hay un sistema absoluto. O, mejor dicho (bis), que todos los sistemas de referencia tienen el mismo derecho a considerarse absolutos. Y eso fuerza a cambiar la geometría euclidea por una Minkowskiana (donde el espacio y el tiempo son "relativos"). Y si lo dicen los experimentos, nos tenemos que quedar con ello, nos guste o no.

Desde 1905 se han hecho miles de experimentos que lo confirman. Parte de la tecnología usada hoy en día está basada en todo esto. Si la relatividad estuviera mal, no funcionarían los aceleradores de partículas, el GPS, los equipos de imagen diagnóstica, etc.

[brete]

Re: naves espaciales en movimiento

Para el sonido no es el suelo, sino el aire en si. Un ejemplo típico es que haya viento.

Y cuando hace viento, ¿respecto a qué se mueve el aire? ¿respecto al aire mismo?, ¿dónde está el sistema de referencia para medir la velocidad del viento?, ¿en el espacio en si?. Si quitamos los árboles y las hojas y todo lo que pueda mover el viento, y miramos a través de una campana de cristal insonorizada ¿cómo sé que hay viento o no?

Un saludo

[guibix]

Re: naves espaciales en movimiento

Y cuando hace viento, ¿respecto a qué se mueve el aire? ¿respecto al aire mismo?, ¿dónde está el sistema de referencia para medir la velocidad del viento?, ¿en el espacio en si?.

Cuando decimos que hay tal o cual velocidad del viento, normalmente se refiere respecto al suelo. El viento respecto a él mismo está en reposo, por lo tanto las ondas sonoras se mueven a velocidad constante en este sistema de referencia, no en el del suelo (a no ser que no haya viento).

Si quitamos los árboles y las hojas y todo lo que pueda mover el viento, y miramos a través de una campana de cristal insonorizada ¿cómo sé que hay viento o no?

Hombre, esto es como decir que si te tapas bien los ojos no puedes saber si hay luz. Si asumimos que lo que no vemos es el viento en si, eso no impide que veamos las fuerzas que ejerce tanto sobre el entorno como sobre nosotros mismos y se pueden medir con mucha facilidad. Pero si anulas todos lo observables, pues no puedes saber lo que pasa, cosa bastante lógica.

Salud

[pod]

Re: naves espaciales en movimiento

Y cuando hace viento, ¿respecto a qué se mueve el aire? ¿respecto al aire mismo?, ¿dónde está el sistema de referencia para medir la velocidad del viento?, ¿en el espacio en si?. Si quitamos los árboles y las hojas y todo lo que pueda mover el viento, y miramos a través de una campana de cristal insonorizada ¿cómo sé que hay viento o no?

Este tipo de preguntas siempre tiene la misma respuesta. ¿Respecto de quien se mueve? Pues respecto de un sistema de referencia, el que te dé la gana, todos son igualmente válidos. Sólo habrá un sistema de referencia en que no habrá "viento". En el resto, sí. Hay dos elecciones básicas: respecto al suelo, o respecto a uno mismo. La segunda opción es la que usamos cuando decimos que, al ir en coche muy rápido (respecto el suelo), notamos viento.

Lo que importa es que siempre podemos encontrar un sistema de referencia donde el aire estará en reposo (suponiendo una corriente uniforme, claro). Y ese es el sistema de referencia donde se mide la velocidad de un frente de ondas de sonido. En cualquier otro sistema de referencia, dicha velocidad tiene que ser calculada mediante las transformaciones de Galileo.