Relatividad, velocidad de la luz y constancia.

[javisot20]

Saludos y disculpas, añado aquí la duda para no saturar el ultimo hilo.


Supongamos 2 personas y una pelota,
Uno de ellos permanece estático, llamémosle (A), el otro (B) se acerca hacia (A) con una velocidad uniforme de 5 m/s. (B) porta la pelota y se la lanza a (A) con una velocidad uniforme de 7m/s sin reducir su velocidad de aproximación.

(A) mide la velocidad de la pelota y dice que resulta en 12 m/s.



Ahora supongamos la misma situación pero (B) porta un laser apuntando hacia (A) el cual encenderá en cualquier instante durante la aproximación con la misma velocidad de antes, 5 m/s.


Entonces teniendo en cuenta el principio : `` la luz y todas las demás formas de radiación electromagnética se propagan en el vacío con una velocidad constante c que es independiente del movimiento del observador o del cuerpo emisor´´.



Me surgen lo siguiente después de lo dicho en el video de veritasium y lo comentado aquí.

¿ (A) podría o no podría medir la velocidad de la luz según le llega en un único sentido ?

Si no se puede, ¿ el principio de constancia no se podría demostrar igual que tampoco una variación en la velocidad de la luz ?
¿ Cualquiera de las 2 consideraciones ( constancia/variación) podría encajarse en una teoría coherente ?



gracias

[Richard R Richard]

Saludos y disculpas, añado aquí la duda para no saturar el ultimo hilo.


Supongamos 2 personas y una pelota,
Uno de ellos permanece estático, llamémosle (A), el otro (B) se acerca hacia (A) con una velocidad uniforme de 5 m/s. (B) porta la pelota y se la lanza a (A) con una velocidad uniforme de 7m/s sin reducir su velocidad de aproximación.

(A) mide la velocidad de la pelota y dice que resulta en 12 m/s.

En mecánica clásica la velocidad de aproximación es 12m/s , pero aplicando relatividad especial siempre es menor a ese valor, cuánto más lentas las velocidades a adicionar mas se aproxima a 12m/s.
$v'=\dfrac{v_1+v_2}{1+\dfrac{v_1v_2}{c^2}}$

Ahora supongamos la misma situación pero (B) porta un laser apuntando hacia (A) el cual encenderá en cualquier instante durante la aproximación con la misma velocidad de antes, 5 m/s.


Entonces teniendo en cuenta el principio : `` la luz y todas las demás formas de radiación electromagnética se propagan en el vacío con una velocidad constante c que es independiente del movimiento del observador o del cuerpo emisor´´.



Me surgen lo siguiente después de lo dicho en el video de veritasium y lo comentado aquí.

¿ (A) podría o no podría medir la velocidad de la luz según le llega en un único sentido ?

No se puede medir la velocidad de la luz en un único sentido, tal como se habló en el otro hilo, la velocidad que registra en su medición , se registra con el mismo método que el observador estático, los dos registran c para un viaje de ida y vuelta de la luz.

Si no se puede, ¿ el principio de constancia no se podría demostrar igual que tampoco una variación en la velocidad de la luz ?

No , está clara tu pregunta, sucede o bien una cosa o la otra, sabemos que sucede solo la primera y solo puedes afirmar que cada vez que se mide la velocidad de la luz en un sistema de referencia no acelerado ,la velocidad es constante es igual a c y el método incluye en algún momento un viaje de ida y vuelta de los fotones.
Lo que no podrás saber es si los fotones llevan la misma velocidad de ida que de vuelta en ese viaje como ya hemos debatido y argumentado que tiene más probabilidad que sean iguales a c.
Si usas la fórmula anterior con una velocidad igual a la de la luz resulta que obtienes lógicamente c.

¿ Cualquiera de las 2 consideraciones ( constancia/variación) podría encajarse en una teoría coherente ?

Desde luego la constancia es un principio no puesto a demostración, sino considerado verdadero para la RE.

[javisot20]

La suma de dos velocidades no excede nunca la de la luz, gracias Richard, conocía el caso relativista pero no vi necesario incluirlo en la pregunta.
Ahora que lo dices, ¿ entonces veritasium no esta cumpliendo la ley de composición de velocidades relativista no?
¿Si una de las dos velocidades supera la de la luz la otra debería ser velocidad negativa directamente ?

[javisot20]

Veo que el problema se divide en dos partes que están relacionadas, por un lado esta la constancia o no constancia y por el otro si existe viaje de ida y vuelta. Seguro que ambos temas se influyen al final.

Dejando al lado la parte de la velocidad, tanto Maxwell como Einstein no daban señales de valorar en ningún momento una dinámica de ida y vuelta. Al contrario,
da la sensación de que nunca se lo plantearon. Establecieron respectivamente el principio de constancia y la base del electromagnetismo y me extraña que no se dieran cuenta que nunca iban a poder demostrar su principio en la luz directamente, en un sentido.

No pudiendo demostrar la constancia ni valorando un viaje de ida y vuelta, se planteó la teoría conocida para la la luz al argumentar que era lo mas sencillo. Entiendo que es lo mas sencillo para nuestro análisis pero me cuesta entender que sea lo mas simple al margen de nosotros y que todas las direcciones y con ello todos los sentidos respectivos tenga un valor único.

No hablamos de pocas direcciones y sentidos precisamente.... para nosotros esta claro que es mas sencillo. ( recalco, para nosotros )


Una pena no tener al genial cuarteto Maxwell, Einstein, Michelson y Morley para verles debatir con la información y preguntas actuales jaj, ¿ que dirían o como lo enfocarían?

No , está clara tu pregunta, sucede o bien una cosa o la otra, sabemos que sucede solo la primera y solo puedes afirmar que cada vez que se mide la velocidad de la luz en un sistema de referencia no acelerado ,la velocidad es constante es igual a c y el método incluye en algún momento un viaje de ida y vuelta de los fotones.
Lo que no podrás saber es si los fotones llevan la misma velocidad de ida que de vuelta en ese viaje como ya hemos debatido y argumentado que tiene más probabilidad que sean iguales a c.
Si usas la fórmula anterior con una velocidad igual a la de la luz resulta que obtienes lógicamente c.

Tenemos una teoría con constancia y sabemos que funciona, por lo que de formular otra teoría con variación y que respete la experimentación tendríamos dos teorías igual de válidas sucediendo a la vez, ¿no?

ida y vuelta

¿hay fotones levógiros y dextrógiros no? pero si estos no cumplen el principio de exclusión de Pauli, ¿ pueden darse en el mismo punto ?

[Richard R Richard]

Veo que el problema se divide en dos partes que están relacionadas, por un lado esta la constancia o no constancia y por el otro si existe viaje de ida y vuelta. Seguro que ambos temas se influyen al final.

Dejando al lado la parte de la velocidad, tanto Maxwell como Einstein no daban señales de valorar en ningún momento una dinámica de ida y vuelta. Al contrario,
da la sensación de que nunca se lo plantearon

No, no está explícito pero si definieron a la velocidad de la luz por medio del resultado experimental de ida y vuelta, pero no abordaron la cuestion de si es es el mismo módulo dependiendo del sentido, eso se ve en el vídeo donde se muestran los papers de Einstein.

Establecieron respectivamente el principio de constancia y la base del electromagnetismo y me extraña que no se dieran cuenta que nunca iban a poder demostrar su principio en la luz directamente, en un sentido.

A esas alturas ni ellos estaban seguros de su propia teoría, si iba a poder ser contrastada experimentalmente , por eso la constancia es un principio, no una hipótesis.

Tenemos una teoría con constancia y sabemos que funciona, por lo que de formular otra teoría con variación y que respete la experimentación tendríamos dos teorías igual de válidas sucediendo a la vez, ¿no?

Para que eso sea cierto se debe cumplir que para cualquier observador que se desplace a cualquier velocidád relativa v , la contracción de longitudes y dilatación temporal con c único en módulo ida y vuelta , funcione tan bien como con otro juego de velocidades arbitrarios incluso infinito y c/2 y que terminen siendo compatibles matemáticamente.
Mis intentos por probarlo no dieron fruto , me atrevería a decir que no se puede afirmar el párrafo anterior pero claro, es más probable que mis cálculos estén equivocados o mí presunción no sea cierta de todos modos.

¿hay fotones levógiros y dextrógiros no? pero si estos no cumplen el principio de exclusión de Pauli, ¿ pueden darse en el mismo punto ?

Me temo que no ,que los fotones tiene spin h unico, por lo que todos y cada uno son iguales, cuando tienen la misma energía.

Respecto a tu comentario sobre si veritasium se cargaria o no la composición de velocidades relativistas, en realidad se está cargando todo el electromagnetismo de maxwell y también la relatividad.

Para darse cuenta que todo este tema trae algún tufillo que no nos estamos dando cuenta, sólo basta pensar que un acelerador de partículas llega con velocidades cercanas a la de la luz en chorros de partículas, es claro que sí era alguna dirección coincide con la privilegiada donde la velocidad de la luz en ese sentido es c/2 el tiempo de la partícula estaría corriendo en dirección contraria o podríamos afirmar de que la partícula excede la velocidad de la luz , o sea ya la relatividad nos la hemos cargado,así que estamos hablando de otra física no de la que conocemos.

[Aerodyn]

Hola compañeros,

Muchas gracias Javisot 20 por la pregunta, y Richard R Richard por las respuestas. Muy enriquecedor este hilo, siempre me han gustado los planteamientos prácticos que derivan de la relatividad especial.

Leyendo este asunto me ha surgido una vieja pregunta, relacionada con este tema y sobretodo con el título del hilo, que jamás he llegado a comprender... ¿Qué hizo a Einstein afirmar que la velocidad de la luz es constante e independientemente de la velocidad del observador?

He buscado la respuesta a esta pregunta muchas veces, pero sin éxito... En todos los sitios dan por hecho que esa afirmación es correcta y a partir de ahí hacen los desarrollos pero, ¿Por qué es así?

En algún video mencionan que, si no fuera así, cuando te mueves a la velocidad de la luz paralelamente a un rayo, lo verías estacionario, y esto no es posible según las ecuaciones de Maxwell , ¿Conocéis este desarrollo?

Muchas gracias de antemano!

Saludos,
Aerodyn

[Richard R Richard]

Einstein dijo que era cierto , pero si trabajo no era probarlo, sino que dado que es cierto su teoría, tiene fundamento difícil y matemático..

has leído este hilo?
https://forum.lawebdefisica.com/foru...ansformaciones

De carácter similar a tu pregunta, más por el final del hilo, era cuando apenas entre en el foro, no sabía nada y creía que sabía todo, bueno, hasta ahora sigo sin saber nada pero no me creo que lo sé todo.

[javisot20]

Que buen hilo Richard, muchas gracias, tiene mucha información para dedicarle tiempo, saludos Aerodyn.
Perdón al foro.... observo que dudas como las de este hilo no son muy populares.


Las transformaciones de Galileo no daban cuenta de que las leyes de la física debían ser invariantes y las transformaciones de Lorentz permiten preservar el valor de la velocidad de la luz constante para todos los observadores inerciales. Se denota un deseo desde Newton por mantener invariantes las leyes de la física que nos lleva con Einstein a tener que expandir y contraer longitudes mediante el factor de Lorentz para poder cumplir tal premisa.

Esa transición que llevo a cabo Einstein fue motivada por el argumento de ser lo más sencillo, las ecuaciones de Maxwell y el resultado del experimento de Michelson y Morley.


Una conclusión reducida es que si deseamos una teoría en la que la velocidad de la luz no fuese constante habría que dejar de contraer y expandir longitudes ya que eso es precisamente lo que se hace para preservar la constancia.



Como dijo Richard, otra física muy diferente a la que conocemos, supongo que no apoyada en principio por la experimentación y la observación salvo que estemos interpretando los resultados que hemos conseguido hasta ahora completamente al revés,
lo cual no creo que sea el caso.