¿Velocidad de la luz independiente del observador?

[Alriga]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

El tema de la velocidad de la luz no es trivial, pero ha sido tratado con cierta profundidad en otros hilos, recomiendo repasar este post y los siguientes del hilo: http://forum.lawebdefisica.com/threa...804#post150804

Saludos.

[Hawkman]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

Aquí no me entero...

Como todo divulgador sin muchos conocimientos de física (al menos es mi caso, y por lo que se ve por los foros parece generalizado), cuando te encuentras con la RE pues lo primero que piensas es que es infumable, esto tiene que estar mal. El primer problema surge con la relatividad de la simultaneidad, y empiezas a plantear situaciones teóricas para tratar de desmontarla, hasta que aceptas el "juego" de determinar que simultaneidad estas imponiendo en tu razonamiento que es falsa y por ahí vas entrando en vereda.

Lo digo porque creo que esa fase la he superado, pero aún hay cosas que no asimilo, como la reciprocidad entre observadores (si A ve a B moverse hacia la derecha a una velocidad v, pues B ve moverse a A hacia la izquierda también con velocidad v - o algo así -) y las supuestas paradojas derivadas de la contracción de la longitud y dilatación del tiempo. Vamos que sigo en el camino. Creo que más o menos lo entiendo pero me sigue acompañando ese tufillo de que no termino de verlo.

Todo este rollo, para decir que si no te enteras es porque no tendrá sentido lo que digo, al menos tal como lo digo, y me ha sorprendido la respuesta de Fortuna que parece que domina de estos temas.

Bueno trato de explicarme. Si se puede decir que la razón de ser de los observadores (en el marco de la RE) se debe a la velocidad entre ellos, además si es aceptable considerar que los observadores son independientes del proceso que estén midiendo. Es decir, tenemos unos observadores que son y unos procesos que cada observador puede medir, y no que los observadores surgen a partir de cada proceso, no se si me explico.

Pues si todo es aceptable, me digo yo, si la velocidad de la luz es un límite no debería haber observadores que puedan medir esa velocidad (no pueden existir observadores pues si estos dependen de la velocidad, no hay mas velocidad con respecto a la luz), sin embargo, por lo visto en este hilo, la velocidad de un cuerpo no depende de la velocidad de otro, si la medimos tipo radar, pues la velocidad del otro cuerpo solo acortará o alargará la distancia pero en igual proporción el tiempo, luego la velocidad vista así, no cambia (lo que entiendo hemos tratado en este hilo). Así que la velocidad de los observadores, es independiente de la velocidad de lo observado (en el sentido de lo que acabo de decir). Sin embargo, si la velocidad de la luz es un límite, lo que nos queda (todos los observadores inerciales - siempre en el marco de la RE-) deben quedar definidos, y si estos son independientes del proceso que midan, deben quedar definidos de forma absoluta.

A mi entender, si este razonamiento es aceptable permite especular sobre que la reciprocidad entre observadores y la solución que se da a algunas paradojas de la RE sean falsas (como no podía esperarse otra cosa en base a mi introducción), estoy en el camino pero aún no he llegado.

No se si esto aclara algo, permite detectar los errores y carencias con los que me enfrento a estos temas.

[Richard R Richard]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

A ver si me entero. El que la velocidad de la luz en el vacío sea c, pero que existan observadores que pueden medir un proceso de tipo luz, entiendo que reside, en que cada observador medirá una distancia distinta para ese proceso de tipo luz, y proporcionalmente un tiempo de tal manera que para cada observador la relación entre el tiempo y la longitud que mide satisface c. Por tanto, se entiende que esa diferencia de medidas entre observadores se debe a la velocidad que cada observador lleva supongo que con respecto a otro.

Bien enterado entonces.

Seguramente no tenga sentido lo que digo, pues no me termino de enterar, pero a donde voy es. Si la velocidad de la luz es un extremo (límite) con respecto al vacío, todos los observadores pueden medir el mismo proceso de luz en el vacío. No se puede deducir de ahí, que los observadores quedan definidos de forma absoluta, la velocidad de cada observador con respecto al vacío.

Aquí no me entero...

[Fortuna]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

Fortuna:
Efectivamente, las formulas de transformacion de la TRE permiten seguir aplicando las formulas del electromagnetismo, pero esto no quiere decir que la TRE sea perfectamente compatible con la teoria de Maxwell (en todos sus aspectos). Esto es lo que yo queria decir.
Las formulas de transformacion fueron publicadas originalmente por Lorenz (quien seguia creyendo en el eter) y por Poincare (que ya cuestiono la validez del eter como un medio en reposo absoluto). Poco despues, estas mismas formulas fueron utilizadas tambien por Einstein.

Ahora sí estamos de acuerdo.

Como ya dije en un comentario anterior, Einstein modifico el segundo postulado de la TRE al desarrollar la TRG, segun la cual la constancia de la velocidad de la luz en el vacio ya solo se aplica a los observadores inerciales locales, y no a todos los observadores inerciales. Con esta importante restriccion, la solucion aportada inicialmente por la TRE (al problema del electromagnetismo) se queda un poco coja, en mi modesta opinion.

Supongo que te refieres a esto que comentaste:

Segun se ha explicado en algunos hilos de este foro (y en diversos libros sobre la Relatividad), la velocidad de la luz en el vacio es constante para cualquier observador o sistema de referencia inercial, de acuerdo con la Relatividad Especial; pero segun la Relatividad General, la velocidad de la luz solo es constante para los observadores inerciales locales (junto a los cuales pasa el rayo de luz). Para un observador inercial no-local o lejano, la velocidad de la luz puede ser mayor o menor al valor C (de acuerdo con la TRG)
De este modo, la velocidad de la luz en el vacio ya no seria perfectamente constante e independiente del observador.

En relatividad general no estoy muy puesto, entiendo alguna que otra ecuación tensorial, pero me pierdo muchísimo. De todas formas, me extraña lo que dices.

Según el artículo de de wikipedia, tabla "Reformulación de las leyes físicas de acuerdo con el principio de covariancia general" las ecuaciones de Maxwell no son alteradas por la curvatura del espacio-tiempo, y como parte de ello tampoco cambia la velocidad de la luz.

¿Podrías indicarme referencias donde ver lo que comentas, o explicarmelo?

[Carla JM]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

Fortuna:
Efectivamente, las formulas de transformacion de la TRE permiten seguir aplicando las formulas del electromagnetismo, pero esto no quiere decir que la TRE sea perfectamente compatible con la teoria de Maxwell (en todos sus aspectos). Esto es lo que yo queria decir.
Las formulas de transformacion fueron publicadas originalmente por Lorenz (quien seguia creyendo en el eter) y por Poincare (que ya cuestiono la validez del eter como un medio en reposo absoluto). Poco despues, estas mismas formulas fueron utilizadas tambien por Einstein.

Como ya dije en un comentario anterior, Einstein modifico el segundo postulado de la TRE al desarrollar la TRG, segun la cual la constancia de la velocidad de la luz en el vacio ya solo se aplica a los observadores inerciales locales, y no a todos los observadores inerciales. Con esta importante restriccion, la solucion aportada inicialmente por la TRE (al problema del electromagnetismo) se queda un poco coja, en mi modesta opinion.

[Fortuna]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

La inexistencia del eter entra en contradiccion con la teoria original del electromagnetismo, que tampoco tiene que ser totalmente infalible. El experimento de Michelson-Morley se hizo cuando J. C. Maxwell ya habia muerto.

De acuerdo, pero con matices. Maxwell propuso el éter inmóvil y es eso lo que entra en contradicción con el em.. El experimento de Michelson-Morley es una verificación experimental de algo que Esinstein, sin conocerlo, dedujo de las ecuaciones de Maxwell y que Maxwell no llegó a notar. En los blogs del foro puedes ver como de la teoría e.m. no se cumplen la transformaciones de Galileo para una onda e.m.

Yo diria que, en la teoria original de Maxwell, un observador puede alcanzar y superar la velocidad de la luz (respecto al eter).

Se podría suponer, pero de esa suposición resulta una contradicción. Por eso Einstein descartó la existencia del éter lumínico.

Saludos.

- - - Actualizado - - -

A ver si me entero. El que la velocidad de la luz en el vacío sea c, pero que existan observadores que pueden medir un proceso de tipo luz, entiendo que reside, en que cada observador medirá una distancia distinta para ese proceso de tipo luz, y proporcionalmente un tiempo de tal manera que para cada observador la relación entre el tiempo y la longitud que mide satisface c. Por tanto, se entiende que esa diferencia de medidas entre observadores se debe a la velocidad que cada observador lleva supongo que con respecto a otro.

Seguramente no tenga sentido lo que digo, pues no me termino de enterar, pero a donde voy es. Si la velocidad de la luz es un extremo (límite) con respecto al vacío, todos los observadores pueden medir el mismo proceso de luz en el vacío. No se puede deducir de ahí, que los observadores quedan definidos de forma absoluta, la velocidad de cada observador con respecto al vacío.

Yo veo bien tus conclusiones.

[Hawkman]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

A ver si me entero. El que la velocidad de la luz en el vacío sea c, pero que existan observadores que pueden medir un proceso de tipo luz, entiendo que reside, en que cada observador medirá una distancia distinta para ese proceso de tipo luz, y proporcionalmente un tiempo de tal manera que para cada observador la relación entre el tiempo y la longitud que mide satisface c. Por tanto, se entiende que esa diferencia de medidas entre observadores se debe a la velocidad que cada observador lleva supongo que con respecto a otro.

Seguramente no tenga sentido lo que digo, pues no me termino de enterar, pero a donde voy es. Si la velocidad de la luz es un extremo (límite) con respecto al vacío, todos los observadores pueden medir el mismo proceso de luz en el vacío. No se puede deducir de ahí, que los observadores quedan definidos de forma absoluta, la velocidad de cada observador con respecto al vacío.

[Richard R Richard]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

Richard:
En tu respuesta a Skan pareces introducir la contraccion de distancias relativista para explicar la constancia de c respecto a cualquier observador. Pero en el caso de que el observador se aleje de la fuente luminosa, la frecuencia disminuye y entonces seria necesario que la longitud de onda aumentase con respecto a su SR (en vez de contraerse) para que la velocidad de propagacion de la luz permaneciera constante con respecto a dicho observador.

Que la frase pueda inducir a error lo entiendo, pero no es lo que quise decir,

cuando te mueves a la misma velocidad pero en sentido contrario, el factor gamma es el mismo , la contracción del espacio es la misma y la contracción temporal también, la velocidad de las pelotas no cambia, solo cambia la tasa con la que alcanzan al observador.

[Fortuna]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

Tu ultima frase ("No se si esto responde tu pregunta") debe referirse a otra persona, supongo, porque yo no he preguntado nada.

Un saludo.

Tienes razón.

- - - Actualizado - - -

Ese "da igual desde donde lo mires y si te mueves respecto a él", se puedo sustituir por cualquier SRI?

Sí. Por supuesto.

[Hawkman]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

Si un campo eléctrico oscila, se crea uno magnético que oscila también. Esta oscilación, aunque haya sido una sóla vez, se alejará de tí siempre a esa velocidad. Y da igual desde donde lo mires y si te mueves respecto a él. La única forma de verlo parado, es que no oscile, en cuyo caso ya no hay onda.

Ese "da igual desde donde lo mires y si te mueves respecto a él", se puedo sustituir por cualquier SRI?

[Carla JM]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

La inexistencia del eter entra en contradiccion con la teoria original del electromagnetismo, que tampoco tiene que ser totalmente infalible. El experimento de Michelson-Morley se hizo cuando J. C. Maxwell ya habia muerto.

Yo diria que, en la teoria original de Maxwell, un observador puede alcanzar y superar la velocidad de la luz (respecto al eter).

Tu ultima frase ("No se si esto responde tu pregunta") debe referirse a otra persona, supongo, porque yo no he preguntado nada.

Un saludo.

[Fortuna]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

Richard:

Fortuna:
Ciertamente no resultaria practico intentar medir la velocidad de la luz, o la de un observador, respecto al vacio (que es lo que nos queda una vez que hemos descartado la existencia del eter), pero siempre se puede medir la velocidad de la luz respecto a la fuente que la emite, asi como la velocidad de los observadores con respecto a ese mismo sistema de referencia.

Saludos.

Si asumimos que no existe el éter, que el vacío no se mueve respecto a los objetos materiales, la velocidad de la luz debería ser siempre la misma. Esto se entiende de forma teórica, pero estaría bien un experimento que lo muestre, a tal vez refute.

Medir la velocidad de la luz en un cuerpo que se acerca o se aleja de nosotros se ha hecho con aviones volando en un sentido u otro a la velocidad de rotación de la tierra y usando relojes atómicos, dando resultados coherentes con la relatividad especial, peeero al compararlo con un reloj terrestre debemos usar la relatividad general, lo cual no nos interesa.

La velocidad de una onda mecánica respecto al medio en el que se trasmite no depende de la velocidad del emisor. Pero en el caso de la luz podríamos suponer que no tiene por qué cumplirse, sobre todo si pensamos en fotones. (aunque ya hemos visto que teóricamente no tiene sentido).

Supongamos que estamos en el vacío intergaláctico con una nave que tiene un emisor de fotones en el lado delantero en un tubo abierto por los dos extremos con un detector en el lado trasero y lanzamos fotones desde delante hacia atrás. Si a la velocidad del fotón le descontamos la velocidad respecto a otro observador (ya que no podemos medir nuestra velocidad respecto al vacío) obtenemos $c'=c-v$, es decir, los fotones saldrían frenados de la nave. Pero el tubo está abierto, ahora podríamos medir de nuevo las constantes $\epsilon_0$ y $\mu_0$ lo que nos daría de nuevo c, no c-v, entrando en contradicción con el electromagnetismo.

No sé si eso responde tu pregunta.

[Hawkman]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

Edito: Lo borro, creo que me ha quedado muy chorra, y que no he entendido este hilo.

[Carla JM]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

Richard:
En tu respuesta a Skan pareces introducir la contraccion de distancias relativista para explicar la constancia de c respecto a cualquier observador. Pero en el caso de que el observador se aleje de la fuente luminosa, la frecuencia disminuye y entonces seria necesario que la longitud de onda aumentase con respecto a su SR (en vez de contraerse) para que la velocidad de propagacion de la luz permaneciera constante con respecto a dicho observador.

Fortuna:
Ciertamente no resultaria practico intentar medir la velocidad de la luz, o la de un observador, respecto al vacio (que es lo que nos queda una vez que hemos descartado la existencia del eter), pero siempre se puede medir la velocidad de la luz respecto a la fuente que la emite, asi como la velocidad de los observadores con respecto a ese mismo sistema de referencia.

Saludos.

[Richard R Richard]

Re: ¿Velocidad de la luz independiente del observador?

Para un observador inercial no-local o lejano, la velocidad de la luz puede ser mayor o menor al valor C (de acuerdo con la TRG)

De acuerdo, pero en el mensaje que origina el hilo, no se intuye la idea de sistemas de referencia no inerciales o acelerados, o presencia de campos gravitatorios o curvatura espacio temporal, mas bien apunta a una descripción de la constancia de la velocidad de la luz como principio dentro del marco de la RE.

De este modo, la velocidad de la luz en el vacio ya no seria perfectamente constante e independiente del observador.

Ese mismo observador en medidas locales determinara que la velocidad de la luz sigue siendo c.

La curvatura espacio temporal es lo que hace que si se evalúan los ratios de coordenadas de espacio sobre coordenadas de tiempo , se calcule una velocidad distinta a c, pero aplicando las transformaciones de Lorentz y la corrección por la curvatura del espacio en RG como es debido, si se puede puede determinar que la velocidad de la luz para un observador local siempre es c.

¿Por qué con los fotones no pasa lo mismo?.....¿Por qué con la luz no?

Siguiendo tu ejemplo de las pelotas lanzadas....

si la fuente se acerca, aumenta la cantidad de bolas lanzadas por unidad de tiempo,(aumenta la frecuencia, no la velocidad) si se aleja pasa lo contrario disminuye la cantidad,(baja la frecuencia.)

Supón que estás recibiendo los pelotazos con una frecuencia f, pero ahora decides moverte con una velocidad v con respecto a como te movias antes, que sucede, el espacio se acorta, para ti las distancias se hacen más pequeñas , por lo que la separación entre bolas lanzadas se ha reducido, y las ves llegar con una frecuencia mayor, pero seguirán llegando a la misma velocidad pues también la separación temporal se ha reducido, esto es lo raro,o que suena antiintuitivo, pues nadie se ha montado a algo que se mueva tan rápido para experimentarlo cotidianamente.

Respecto al ejemplo de las olas del mar (como ondas), una persona que se deje llevar por una ola hasta la arena de la playa constituirá un sistema de referencia respecto al cual la onda se encuentra en reposo o "congelada", sin que esto constituya un gran problema físico.

Es que justamente hay un gran problema fisico y ningún observador puede subirse a un sistema de referencia que viaje junto con la onda electromagnética, pues ningún objeto con masa puede alcanzar la velocidad de la luz.
Entonces no hay observadores en reposo o congelados con respecto a una onda electromagnética en el vacío.