Divulgación paradoja del palo y la luz

[juanjosanabria]

Os propongo una paradoja para que me deis opiniones

Un día, maquinando enredos con un amigo decidimos inventar un código para comunicarnos. El código debería ser distinto al morse, pero teniendo la misma base. Al final, y tras varias disputas acordamos un código de pulsos que permitía comunicarnos unsando cualquier medio que nos permitiese reproducir los pulsos.
La gran disputa vino cuando tuvimos que elegir cómo transmitir los pulsos. El sonido lo desechamos rápidamente, pues en presencia de viento podría venirse abajo la transmisión. Tirarnos piedras fue también descartado por poco práctico.
Parecía que la luz iba a ganar una vez más la batalla, podíamos transmitir en el visible, con un pequeño láser o incluso en frecuencias de radio que son mucho más penetrantes.
Pero me vino a la cabeza de repente una idea... Un palo podría ser más rápido.
Supongamos que mantengo en mi mano un largo palo del material que nos plazca, madera, por ejemplo. Al otro lado del palo se sitúa mi amigo, con el que he decidido comunicarme dándole golpes en el brazo (yo sugerí la cabeza). ¿No se transmite instantáneamente el impulso de mi mano a la otra parte del palo, golpeando instantáneamente también a mi amigo?.

La respuesta de mi amigo fue rotunda: ¡NO, NADA VIAJA MAS RÁPIDO QUE LA LUZ!, y se que tiene razón. Pero ¿Porqué no?. No supo decírmelo. En pocos minutos cada uno tenía una teoría, aunque él empezó a dudar de que el palo no fuera mas rápido de la luz y yo quedé absolutamente convencido de que no, que la luz viaja mucho mas rápido.

[Nada]

Re: paradoja del palo y la luz

A ver, la luz viaja mucho más rapido que eso y es tan simple como que si tu puedes ver que se mueve es porque la luz de ese movimiento ya ha llegado a tu retina y tu cerebro la ha procesado, así que imaginate lo rápido que va la luz en comparación con el palo.

[KyAlOx]

Re: paradoja del palo y la luz

¿No se transmite instantáneamente el impulso de mi mano a la otra parte del palo, golpeando instantáneamente también a mi amigo?.

No, no se transmite instantáneamente porque NADA se transmite instantáneamente. El impulso que siente tu amigo viene de la percusión que tú ejerces sobre el palo, y esta se viaja con una determinada velocidad, que es tan grande que por supuesto nos parece "inmediata".

Digamos que son velocidades tan grandes que nos parece tan "inmediato" esa onda como la luz, pero no es así, en absoluto. La luz va extremadamente más rápido <en realidad va más rápido que cualquier cosa>.

Así que ya podéis quedaros tranquilos tus amigos y tú, no habéis causado ninguna paradoja en las leyes científicas xD

Est sularis oth mithas

[_FoX_]

Re: paradoja del palo y la luz

A mí ya se me ocurrio una respuesta...
tú cuando mueves un objeto, no lo estas moviendo entero, estas moviendo una parte y las demas moleculas van empuijando a las otras
pero los objetos son "solidos",
eso quiere decir que sus moleculas están muy juntas,
y ponen resistencia debido a la fuerza con que interactúan los electrones.
Los atomos son "huecos",
pero cuesta juntarlos por las fuerzas de repulsion entre los electrones,
por eso esta velocidad es rapidísima,
la fuerza es enorme, entonces nosotros cuando movemos un objeto por una parte, vemos que se mueve el cuerpo entero
ya que la longitud es pequeñísima comparada a la aceleración del impulso interatómico
lo que nos parece "inmediato",
pero si ponemos la luz vs esta velocidad
la luz gana aun así por paliza

Me ejemplicico:

Imagínate que las fuerzas mencionadas fueran menores.
Por ej. un resorte que lo ponemos de lado recostado sobre una mesa,
lo empujas lo suficiéntemente rápido por un lado,
y se termina de expandir en un determinado tiempo, entonces
como las fuerzas son ahora menores, nos podemos dar cuenta de la aceleración,
y percibir el tiempo que ha transcurrido,
desde el empujón, la contracción del resorte y luego,
cuando el resorte se vuelve a expandir,
tomando la nueva posición.

Pasa lo mismo con las particulas que son como pelotas que se empujan las unas a las otras.

En la Teoría de la Relatividad Espacial, esta contracción se manifiesta a velocidades relativistas, hay una contracción de la longitud de los objetos que se mueven rapidísimo.

Saludos

[juanjosanabria]

Re: paradoja del palo y la luz

Muchas gracias por responder, mi gran duda es si el impulso no se transmite instantáneamente por la reducción relativista o porque unas moléculas se empujan a otras. Supongo que habrá una mezcla de ambas.

Te doy de nuevo las gracias

[_FoX_]

Re: paradoja del palo y la luz

Muchas gracias por responder, mi gran duda es si el impulso no se transmite instantáneamente por la reducción relativista o porque unas moléculas se empujan a otras. Supongo que habrá una mezcla de ambas.

Te doy de nuevo las gracias

De nada, en todo caso no sé si esté equivocado o no, la respuesta la dí tras meditar un rato y llegar a una conclusión que creo que está acertada.

Simplemente expliqué que unas particulas empujan a las otras (ya que al mover un extremo del objeto, no estás moviendo directamente el otro extremo, por lo que sí transcurre un tiempo), el problema pienso que no necesita de TRE para responder, ya que la pregunta es más simple que entrar y hacer cálculos relativistas, aunque sí, explica indirectamente la contracción de la longitud a velocidades relativistas.

Los límites de velocidad, el tipo de contracción, etc.. los explica TRE con mucha exactitud. La paradoja se puede responder con un poco de sentido común :P.

[pod]

Re: paradoja del palo y la luz

La respuesta de fox es totalmente correcta. El "sólido rígido" es una aproximación que funciona en el mundo cotidiano, pero que falla cuando se intentan analizar cierto tipo de cosas; como esta en particular.

[_FoX_]

Re: paradoja del palo y la luz

La respuesta de fox es totalmente correcta. El "sólido rígido" es una aproximación que funciona en el mundo cotidiano, pero que falla cuando se intentan analizar cierto tipo de cosas; como esta en particular.

Gracias, me has sacado de esa duda que me seguía desde que respondi en este foro . Pero algo me queda aun pendiente.

Sabemos que TRE explica la contracción de la longitud, yo por mi parte la logré explicar de una forma diferente a como lo había leído en un artículo de TRE (al responder ni siquiera se me había ocurrido que el palo se contraía, luego me di cuenta y edité mi post a tiempo), pero mi pregunta es si TRE explica otros factores que también produzcan la contracción de la longitud?.

[pod]

Re: paradoja del palo y la luz

Gracias, me has sacado de esa duda que me seguía desde que respondi en este foro . Pero algo me queda aun pendiente.

Sabemos que TRE explica la contracción de la longitud, yo por mi parte la logré explicar de una forma diferente a como lo había leído en un artículo de TRE (al responder ni siquiera se me había ocurrido que el palo se contraía, luego me di cuenta y edité mi post a tiempo), pero mi pregunta es si TRE explica otros factores que también produzcan la contracción de la longitud?.

No sé si es exactamente lo que preguntas, pero contracción de longitudes relativistas sólo hay una. No es una contracción en el sentido habitual (no hay dos fuerzas a ambos lados "contrayendo"). Tampoco es cuestión de "antes" y "después". Es la comparación de la misma medida en dos sistemas de referencia diferentes. Es decir, entre las dos medidas, el cuerpo a medir no ha sufrido ninguna aceleración.

Cuando sufre aceleraciones, ocurren cosas como la de este problema. Y de esto hay muchísimos ejemplos.

[_FoX_]

Re: paradoja del palo y la luz

Mi pregunta es si la contracción de la longitud, también sucede por consecuencia de un efecto directamente relativista.

Por ej, en la paradoja de los gemelos, tenemos que cuando un hermano se aleja de la Tierra a grandes velocidades, su tiempo es menor desde el punto de vista de la Tierra por 2 factores, la dilatación del tiempo, y el efecto doppler.

Ahora en el caso de la contracción de la longitud, es producida por el impulso entre átomos, pero los efectos relativistas solo lo describen para un punto de referencia, ya que desde el punto de referencia del "palo", no hay contracción, pero sí hay impulso, el palo no siente la contracción o si?.

[pod]

Re: paradoja del palo y la luz

Ahora en el caso de la contracción de la longitud, es producida por el impulso entre átomos, pero los efectos relativistas solo lo describen para un punto de referencia, ya que desde el punto de referencia del "palo", no hay contracción, pero sí hay impulso, el palo no siente la contracción o si?.

¡NO! ¡Eso es incorrecto! La contracción de longitudes se aplica a cualquier distancia física, esté construida o no por átomos. La física de los enlaces no tiene nada que ver.

Imagina, por ejemplo, la distancia que separa dos coches. Esa distancia esta llena de "vacío", y no obstante se contrae. Es un efecto únicamente relativista. No tiene nada que ver con la composición de lo que haya a lo largo de la "distancia" que se contrae.

[_FoX_]

Re: paradoja del palo y la luz

Imagina, por ejemplo, la distancia que separa dos coches. Esa distancia esta llena de "vacío", y no obstante se contrae. Es un efecto únicamente relativista. No tiene nada que ver con la composición de lo que haya a lo largo de la "distancia" que se contrae.

Creo que ya entendí, entonces, ¿Se podría decir, que si viajo a velocidades relativistas, desde mi punto de vista, aunque haya vacío, es decir todo el tejido espacio-tiempo del universo se contrae? Entonces si quiero viajar a otro planeta ¿La distancia para mí sería menor, ya que el universo estaría achatado?, creo que leí algo parecido una vez.

[pod]

Re: paradoja del palo y la luz

Creo que ya entendí, entonces, ¿Se podría decir, que si viajo a velocidades relativistas, desde mi punto de vista, aunque haya vacío, es decir todo el tejido espacio-tiempo del universo se contrae? Entonces si quiero viajar a otro planeta ¿La distancia para mí sería menor, ya que el universo estaría achatado?, creo que leí algo parecido una vez.

Al tejido no le pasa nada. Simplemente que lo observas desde otro punto de vista. La geometría está fija y no se puede cambiar (en relatividad especial estoy hablando).

Para que lo entiendas, hablemos de un ejemplo en la geometría euclidiana de cada día. Supongamos un rectángulo dibujado en un papel, de forma que su altura es 1 y su anchura es 2. Ahora me da por girar el papel 90º: miro la geometría desde otro punto de vista. En este nuevo punto de vista, lo que antes era anchura ahora es altura, y viceversa: las dimensiones se han "mezclado" al cambiar el punto de vista.

Con el espacio-tiempo, ocurre lo mismo. Ahora la geometría es un pelín más complicada (en vez de euclidiana, es minkowskiana), y el tiempo es una dimensión más. Al cambiar de velocidad, cambio de punto de vista, y las dimensiones se mezclan entre si. Incluido el tiempo: lo que antes era distancia, ahora es tiempo, y viceversa. Por ese motivo, el tiempo medido entre dos sucesos consecutivos es diferente según el sistema de referencia donde yo esté. Igualmente, la distancia medida entre dos puntos fijos también es diferente.

[SSS]

Re: paradoja del palo y la luz

Por ej, en la paradoja de los gemelos, tenemos que cuando un hermano se aleja de la Tierra a grandes velocidades, su tiempo es menor desde el punto de vista de la Tierra por 2 factores, la dilatación del tiempo, y el efecto doppler.

El efecto Dopler no tiene nada que ver en esto (al menos en las versiones de la supuesta "paradoja" que yo he leído).

Ahora en el caso de la contracción de la longitud, es producida por el impulso entre átomos, pero los efectos relativistas solo lo describen para un punto de referencia, ya que desde el punto de referencia del "palo", no hay contracción, pero sí hay impulso, el palo no siente la contracción o si?.

La contracción de longitudes que explica la relatividad especial es un efecto puramento cinemático (el reconocimiento de esto se debe atribuir a Einstein, y es lo que le da toda su generalidad a un concepto que ya había introducido Lorentz pero que introdujo desde un punto de vista dinámico).

Por tanto sólo hace alusión a los resultados de las medidas totalmente al margen de cualquier hipótesis sobre la materia.

En otro orden distinto de cosas, es un efecto comprobado que los "golpes" se transmiten mediante ondas en medios materiales como una barra, con una velocidad fácilmente calculable y desde luego inferior a la de la luz. Pero esto se sabía mucho antes de la formulación de la RE y se puede explicar desde un punto de vista clásico y sin hacer alusión a la naturaleza atómica de la materia. Para una exposición elemental de esto puedes consultar el volumen de mecánica de Alonso y Finn.

[ASTROMUERTO]

Re: paradoja del palo y la luz

Claro que la luz es más rápida. Comúnmente creemos que cuando movemos un objeto largo como un palo, el movimiento es instantáneo, pero no es así, porque en último caso, cuando mueves tu extremo del palo, a nivel subatómico las partículas de este interactúan con las otras transmitiendo el movimiento. La transmisión del movimiento debe tardar, ya que es imposible que una partícula produzca el movimiento de otra contigua simultáneamente.
¿Nunca has elevado un volantín? cuando tiras el hilo, el volantín tarda en moverse. Bueno, lo mismo ocurre con el palo, aunque el retardo es casi imperceptible. Ni siquiera la luz es instantánea, tarda lo que tarda la velocidad de la luz! jaja, pero sin duda es lo más rápido.