Divulgación Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

[Psycho]

Hola!

Estaba pensando en una situación hipotética:

Estando dentro de una esfera sin ventanas en el espacio entre dos galaxia, moviendome a velocidad constante pero desconociendo la orientación


de mi movimiento, yo colocó una fuente de luz onmidirecional en el centro de la esfera y la rodeo equidistantemente con una esfera de


receptores que me informan la frecuencia de la luz procedente desde el centro. Me sería posible, de esta manera, saber mi dirección?

Slds.

[pod]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

Hola!

Estaba pensando en una situación hipotética:

Estando dentro de una esfera sin ventanas en el espacio entre dos galaxia, moviendome a velocidad constante pero desconociendo la orientación


de mi movimiento, yo colocó una fuente de luz onmidirecional en el centro de la esfera y la rodeo equidistantemente con una esfera de


receptores que me informan la frecuencia de la luz procedente desde el centro. Me sería posible, de esta manera, saber mi dirección?

Slds.

La variación de la frecuencia de la luz debida al movimiento (efecto Doppler) depende únicamente de la velocidad relativa entre foco y emisor. Si los receptores de la superficie de la esfera se mueven a la misma velocidad que el emisor del centro, recibirán todos la misma frecuencia. Si no van a la misma velocidad, no necesitas el efecto Doppler para detectar esa diferencia de velocidades: el emisor acabaría chocando contra la pared.

Recuerda que, por principio, no puedes construir ningún experimento que detecte el movimiento uniforme absoluto. Todos los movimientos son relativos.

[Fortuna]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

Si no van a la misma velocidad, no necesitas el efecto Doppler para detectar esa diferencia de velocidades: el emisor acabaría chocando contra la pared.

Jajaja, que bueno. El sentido del humor también es parte de la didáctica.

[d_tentor]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

Mas allá de que el efecto Doppler no sería util en este caso, sin embargo, dado el hipotético caso de que podamos numerar o identificar cada onda (por ejemplo acoplando dos ondas de distinta frecuencia), en ese caso, cada onda identificada mostraría una velocidad distinta entre el sensor que se aleja del punto de origen y del que se acerca al punto de origen de la onda.

Ya que, si bien la frecuencia sería igual a ambos lados, un punto de origen (perceptivamente) se acercaría a uno de los sensores y se alejaría del otro.

Suponiendo obviamente que la nave imaginaria esté en movimiento, aun cuando no sabría una dirección en sentido absoluto, si podría distinguir en sentido de cual de los sensores que rodean a la nave me dirijo.

Esto funcionaría por lo menos en un medio como el sonido, no se si sería igual para el espacio vacío.

¿Es errado lo que digo?

[pod]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

Mas allá de que el efecto Doppler no sería util en este caso, sin embargo, dado el hipotético caso de que podamos numerar o identificar cada onda (por ejemplo acoplando dos ondas de distinta frecuencia), en ese caso, cada onda identificada mostraría una velocidad distinta entre el sensor que se aleja del punto de origen y del que se acerca al punto de origen de la onda.

Ya que, si bien la frecuencia sería igual a ambos lados, un punto de origen (perceptivamente) se acercaría a uno de los sensores y se alejaría del otro.

Para un observador solidario a la nave, el emisor no se mueve respecto a ninguno de los sensores. No es cierto que este observador vea que la fuente de luz se aleje de unos sensores y se acerque a otros.

Suponiendo obviamente que la nave imaginaria esté en movimiento, aun cuando no sabría una dirección en sentido absoluto, si podría distinguir en sentido de cual de los sensores que rodean a la nave me dirijo.

Este es el quid de la cuestión: supones que la nave está en movimiento. Pero, como sabemos, por principio el movimiento absoluto no existe. Así que, ¿en movimiento respecto a qué? Para un observador que esté dentro de la nave, ésta no se está moviendo.

Tú puedes, como observador externo que estás parado en una galaxia, pensar que la nave se mueve respecto a ti. Y es cierto que, desde tu punto de vista, la nave se moverá respecto de ti. Pero para el observador que está en la nave es al revés: para él, la nave está quieta y eres tú (junto con toda tu galaxia) quienes os movéis respecto a él.

Esto funcionaría por lo menos en un medio como el sonido, no se si sería igual para el espacio vacío.

¿Es errado lo que digo?

La luz y el sonido tienen una gran diferencia: la primera no se propaga en un medio, el segundo sí. Históricamente esto causó problemas, no se sabía que podían existir ondas sin medio, y por eso se inventó un medio por el que la luz se propagaba: el éter. Pero dejando de lado la historia, hoy en día sabemos que no es así. Un experimento como el que propones no notará ningún efecto con luz, aunque sí lo mostraría con el sonido.

[d_tentor]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

Para un observador solidario a la nave, el emisor no se mueve respecto a ninguno de los sensores. No es cierto que este observador vea que la fuente de luz se aleje de unos sensores y se acerque a otros.

No he dicho yo que pueda distinguir si la fuente se aleja o se acerca sino que si lo hacen señales puntuales, que pueden considerarse estáticas respecto del cuerpo en movimiento.

Una onda particular que se propaga en todas direcciones va a ser siempre concéntrica respecto del punto de origen, y no respecto de la fuente.
Si la fuente se desplaza el punto de origen no.

Luego, el P. O. se acerca al observador que sigue a la nave y se aleja del que la precede, aun cuando ambos sean solidarios a la nave.

Este es el quid de la cuestión: supones que la nave está en movimiento. Pero, como sabemos, por principio el movimiento absoluto no existe. Así que, ¿en movimiento respecto a qué? Para un observador que esté dentro de la nave, ésta no se está moviendo.

Tú puedes, como observador externo que estás parado en una galaxia, pensar que la nave se mueve respecto a ti. Y es cierto que, desde tu punto de vista, la nave se moverá respecto de ti. Pero para el observador que está en la nave es al revés: para él, la nave está quieta y eres tú (junto con toda tu galaxia) quienes os movéis respecto a él.

En la premisa se aclara que hay dos galaxias de referencia, aunque es un caso hipotético, si puedo suponer un medio estático puedo suponer que al momento de emitir un puslo en todas direcciones estos serán concentricos al punto de origen, independientemente de que la fuente se desplace.

Por ejemplo:

Si tenemos una nave de 600 mts. de largo, luego hay 300 mts. desde el emisor hasta cada sensor.
La nave se desplaza a 50 m/s
La velocidad de propagación del medio es de 300 m/s

Un pulso sonoro tardará en llegar al sensor de proa = 1,16 s.
Un pulso sonoro tardará en llegar al sensor de popa = 0,83 s.

[pod]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

No he dicho yo que pueda distinguir si la fuente se aleja o se acerca sino que si lo hacen señales puntuales, que pueden considerarse estáticas respecto del cuerpo en movimiento.

Una onda particular que se propaga en todas direcciones va a ser siempre concéntrica respecto del punto de origen, y no respecto de la fuente.
Si la fuente se desplaza el punto de origen no.

Luego, el P. O. se acerca al observador que sigue a la nave y se aleja del que la precede, aun cuando ambos sean solidarios a la nave.




En la premisa se aclara que hay dos galaxias de referencia, aunque es un caso hipotético, si puedo suponer un medio estático puedo suponer que al momento de emitir un puslo en todas direcciones estos serán concentricos al punto de origen, independientemente de que la fuente se desplace.

Esa premisa es contraria a la relatividad. Cada observador siempre utiliza el sistema de referencia en el que se encuentra en reposo relativo; un observador en la nave no puede usar el sistema de referencia donde las galaxias están en reposo.

Para un observador solidario a la nave, el emisor del frente de ondas esférico permanece siempre en el mismo punto de origen.

Básicamente, tu razonamiento parte de suponer que el sistema de referencia de las galaxias es absoluto y por lo tanto el punto de origen se mueve de forma absoluta. Obviamente si supones que ha un sistema de referencia absoluto vas a llegar a la conclusión de que hay movimiento absoluto. Pero esto es incorrecto en relatividad (tanto en la de Galileo como en la de Einstein). Para un observador solidario a la nave, el punto de origen es inmóvil; ese observador ve que las galaxias se mueven respecto a él.

[d_tentor]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

Esa premisa es contraria a la relatividad. Cada observador siempre utiliza el sistema de referencia en el que se encuentra en reposo relativo; un observador en la nave no puede usar el sistema de referencia donde las galaxias están en reposo.

Para un observador solidario a la nave, el emisor del frente de ondas esférico permanece siempre en el mismo punto de origen.

El emisor del frente de ondas esférico permanece siempre en el mismo punto relativo, pero la onda emitida no, porque que la onda es una perturbación en el medio, y no podemos decir que el medio se este desplazando junto con el observador ¿o si?.

[Psycho]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

La variación de la frecuencia de la luz debida al movimiento (efecto Doppler) depende únicamente de la velocidad relativa entre foco y emisor

Ah! Gracias!

Entonces el movimiento del átomo que emitió cada fotón no contribuyo en ninguna de las características del fotón emitido?

Slds.

[Richard R Richard]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

Hola!

Estaba pensando en una situación hipotética:

Estando dentro de una esfera sin ventanas en el espacio entre dos galaxia, moviendome a velocidad constante pero desconociendo la orientación


de mi movimiento, yo colocó una fuente de luz onmidirecional en el centro de la esfera y la rodeo equidistantemente con una esfera de


receptores que me informan la frecuencia de la luz procedente desde el centro. Me sería posible, de esta manera, saber mi dirección?

Slds.

No.... en primera medida, luego en que intervienen en el planteo las dos galaxias?....Creo que Pod ha sido muy claro.

El emisor del frente de ondas esférico permanece siempre en el mismo punto relativo, pero la onda emitida no, porque que la onda es una perturbación en el medio, y no podemos decir que el medio se este desplazando junto con el observador ¿o si?.

Supon que en un determinado momento dos sistemas de referencia,coinciden en el origen O y O',en ese momento se emite un pulso esferico justamente en el origen, no importa a que velocidad relativa se desplacen los sistemas de referencia, cada oberservador dirá que el pulso es concentrico a su sistema de referencia, esto es posible debido que la velocidad de la luz es la misma para cada sistema de referencia.
Y como corolario ningún sistema de referencia puede por el efecto doppler de un rebote sobre una superficie esferica solidaria a ese sistema de referencia determinar su propia velocidad.
Y si por el contrario el rebote se da sobre un objeto externo, tampoco puedes afirmar que ese objeto este en reposo absoluto, solo puedes determinar la velocidad relativa entre el objeto y el sistema de referencia.

Solo se puede cambiar la frecuencia recibida, si alteras el estado de movimiento del receptor con respecto al sistema de referencia,(salir del centro del pulso)mientras la onda va en viaje, si el estado de movimiento(velocidad) permanece inalterado, la frecuencia del rebote recibida es igual a la emitida, y llegara en todas las direcciones al mismo momento, para ambos observadores.

[Psycho]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

No.... en primera medida, luego en que intervienen en el planteo las dos galaxias?....

Ah!

La imagen de la esfera entre dos galaxias me resultaba simpática.

Creo que Pod ha sido muy claro.

Pod fue claro en recalcar la imposibilidad de que ese planteo produzca información sobre la velocidad o dirección de la esfera.

Pero eso significa que el movimiento de cada átomo que emitió un fotón desde el centro, no contribuyo al momento del fotón emitido.
.

Supon que en un determinado momento dos sistemas de referencia,coinciden en el origen O y O',en ese momento se emite un pulso esferico justamente en el origen, no importa a que velocidad relativa se desplacen los sistemas de referencia, cada oberservador dirá que el pulso es concentrico a su sistema de referencia, Es to es posible debido que la velocidad de la luz es la misma para cada sistema de referencia.
Y como corolario ningun sistema de referencia puede por el efecto doppler de un rebote solidario a ese sistema de referencia determinar su propia velocidad.
Y si por el contrario el rebote se da sobre un objeto externo, tampoco puedes afirmar que ese objeto este en reposo absoluto, solo puedes determinar la velocidad relativa entre el objeto y el sistema de referencia.

Solo se puede cambiar la frecuencia recibida, si alteras el estado de movimiento del receptor con respecto al sistema de referencia,mientras la onda va en viaje, si el estado de movimiento(velocidad) permanece inalterado, la frecuencia del rebote recibida es igual a la emitida, y llegara en todas las direcciones al mismo momento, cual quiera sea el observador.

En la situación planteada, la información procede de los fotones recibidos en los receptores. No de su rebote.

Slds.

[Alriga]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

... eso significa que el movimiento de cada átomo que emitió un fotón desde el centro, no contribuyo al momento del fotón emitido ...

Sea un átomo en reposo que debido a una determinada transición electrónico, ve que emite un fotón de frecuencia f

Sea ahora el mismo átomo a gran velocidad en movimiento rectilíneo uniforme. Si ahora se produce la misma transición electrónica, el átomo vera el fotón emitido con la misma frecuencia f que vio cuando estaba quieto

El movimiento del átomo no contribuye a variar ni un ápice ni la frecuencia, ni la energía ni el momento del fotón visto desde el átomo, o visto desde cualquier objeto sin movimiento relativo respecto del átomo.

Saludos.

[Psycho]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

El movimiento del átomo no contribuye a variar ni un ápice ni la frecuencia, ni la energía ni el momento del fotón visto desde el átomo, o visto desde cualquier objeto sin movimiento relativo respecto del átomo.


Saludos.

Ah!


No se si entendí las consecuencias.


Si mi átomo amigo y yo nos movemos solidaria y constantemente, la emisión de un fotón en ese momento no reflejará el movimiento.


Ahora, si yo lo muevo hacia la derecha en el momento de la emisión (movimiento relativo a mí), luego el fotón emitido reflejará esa diferencia en una aumento de frecuencia en la dirección del movimiento. Ese cambio siendo un aumento de su energía.


Así, el fotón creado tiene un nivel de energía correspondiente al sistema que lo contiene. Pero es seguro que el fotón está contenido en infinitos sistemas. Tiene todos los estados de energía posibles, según cada sistema?


Slds.

Agrego algo que me quedó en el tintero:

Ahora,si la luz que yo veo amarilla, al viajar solidario al átomo que la emite, vos la distinguís como rayos x dado que desde tu perspectiva la


velocidad de movimiento del átomo le agrega esa cantidad de energía (siendo la velocidad del átomo la necesaria, respecto a vos).


Si yo produzco rayos gamma desde esa misma posición, cual sería el nivel de energía de esos fotones desde tu perspectiva? Hay un limite?

Slds.

[Richard R Richard]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

Ahora, si yo lo muevo hacia la derecha en el momento de la emisión (movimiento relativo a mí), luego el fotón emitido reflejará esa diferencia en una aumento de frecuencia en la dirección del movimiento. Ese cambio siendo un aumento de su energía.

Creería correcta esa afirmación, si ir a la derecha es sinonimo de disminuir la distancia entre emisor y receptor.

Así, el fotón creado tiene un nivel de energía correspondiente al sistema que lo contiene. Pero es seguro que el fotón está contenido en infinitos sistemas. Tiene todos los estados de energía posibles, según cada sistema?

lo cambiaria por...Así, el fotón creado tiene un nivel de energía correspondiente al sistema de referencia donde se lo mide. Pero es seguro que el fotón se puede medir en infinitos sistemas de referencia con distinta velocidad relativa al emisor.

el cambio de la frecuencia en funcion de la velocidad relativa entre emisor y receptor, se observa en la denominada formula del efecto doppler relativista.

$f'=\gamma\dfrac{c+v}{c}f=f\sqrt{\dfrac{c-v}{c+v}}$

con el rango de velocidades $-c<v<c$ puedes obtener cualquier frecuencia recibida a partir de cualquier frecuencia emitida.

[d_tentor]

Re: Situación hipotética sobre el movimiento de la luz.

Supon que en un determinado momento dos sistemas de referencia,coinciden en el origen O y O',en ese momento se emite un pulso esferico justamente en el origen, no importa a que velocidad relativa se desplacen los sistemas de referencia, cada oberservador dirá que el pulso es concentrico a su sistema de referencia, esto es posible debido que la velocidad de la luz es la misma para cada sistema de referencia.

¡Gracias por el video!, aunque para mi no terminan la dudas.
Fijate que en el video, segundos 34" a 42", la onda es concéntrica respecto de la caricatura de Lorentz mientras el contexto (el medio) se desplaza.

Entonces pregunto: Si una onda es una perturbación en un medio, que se supone independiente de la fuente, si la perturbación esférica es concéntrica respecto del punto de origen, de esto no tengo dudas, ¿porque también es necesariamente concéntrica respecto de la fuente?.

A partir de esto planteo esta inquietud como ejemplo.

Miro el sol y en la luminosidad reconozco imaginariamente circulos concentricos respecto de sol mismo.
Pero se que, dados los 8 min/luz que nos separan este necesariamente se ha desplazado 2º respecto de lo que estoy viendo.
¿Sin embargo debo admitir que los haces siguen siendo concentricos respecto del cuerpo fisico del sol actual?