Otras carreras Conclusiones del Experimento Michelson-Morley

[Joaquin_Phi]

Saludos, agradeceria si pudieran responder la siguiente duda sobre la conclusion desarrollada a partir de los resultados del experimento Michaelson-Morley, que pretendia el estudio del eter.

Segun entiendo el resultado del experimento fue que en todas las direcciones por donde se probarà el rayo de luz la velocidad seria la misma, es decir, los dos rayos de luz disparados perpendicularmente llegaban al mismo tiempo.

De lo anterior, me parece, se concluyo que:

1)El eter no existe.

2)La luz es constante sin importar el "punto" de referencia de donde se mida.

Si lo anterior es correcto, me parece que el mismo resultado se habria conseguido si en lugar de dos haces de luz se habria lanzado dos pelotas de tenis en el vacio.

Es decir, las dos habrian llegado al mismo tiempo, pues sin viento y sin eter que las detenga no cambiarian su velocidad aunque viajaran perpendicularmente.

¿Entonces, porque se dice que la luz es constante en su velocidad sin importar el punto de referencia y no puede decirse lo mismo de las pelotas de tenis, o de cualquier otro objeto?

Imagino que la teoria que manejo sobre el tema la he entendido mal, pues las ecuaciones de Einstein que determinaron la velocidad de la luz como limite parten de la premisa que la velocidad de la luz es constante sin importar el punto de referencia de donde se observe-mida.

Por ello agradeceria, nuevamente, si alguien conrrigiera esta teoria con una explicaciòn.

Gracias por la ayuda.

[polonio]

Re: Conclusiones del Experimento Michelson-Morley

Piensa que las pelotas de tenis tienen masa (aunque se muevan en el vacío) y la luz no.

Además la velocidad de la luz en el vacío es la misma observada desde cualquier sistema de referencia inercial, no desde cualquier sistema.

[Adosgel]

Re: Conclusiones del Experimento Michelson-Morley

Mientras que un mismo fotón, que representa un suceso concreto, va a la misma velocidad desde cualquier sistema referencial inercial; la pelota, la misma pelota, va a distinta velocidad desde cada sistema referencial inercial, y siempre a velocidad menor que el fotón.

El hecho de que la pelota mantenga su momento en el vacio y sin campo gravitatorio, implica que no inteacciona con el aire, osea, que no hay aire en ese espacio.
En el caso de la luz, implica que no hay eter, no como partículas que frenen la luz; sino como medio de transmisión (poreso sería mejor ejp. comparativo el del sonido que el de la pelota). Esta era la conclusión del experimento Michelson-Morley.

Saludos.

[Joaquin_Phi]

Re: Conclusiones del Experimento Michelson-Morley

Gracias a Polonio y Adosgel por sus respuestas.

Primero decir que continuo sin entender efectivamente, pero esto se debe a una confuciòn sobre la teoria y agradeceria si con paciencia continuaran respondiendo.

Sobre lo que escriben, pregunto:

¿Entonces la velocidad de la luz es constante, sin importar el sistema de referencia inercial de donde se mida, porque no se ve afectada por ningùn medio, a diferencia del sonido que es afectado en su velocidad por el movimiento del aire?

Si es asi, ¿Por que la velocidad de la luz no se ve afectada por ningùn medio?

Gracias por la ayuda.

[polonio]

Re: Conclusiones del Experimento Michelson-Morley

La velocidad de la luz sí se ve afectada por el medio.

Lo que es constante es la velocidad de la luz en el vacío.

En al agua, por ejemplo es más lenta (unas 1.3 veces más lenta). Hay un coeficiente llamado índice de refracción que nos da la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la vel. de la luz en el medio ($n=c/v$) y es mayor o igual que la unidad (es la unidad en el vacío, claro). Así, en el agua el índice de refracción es aprox. 1.3

[aLFRe]

Re: Conclusiones del Experimento Michelson-Morley

Hola

Los compañeros le han explicado todo muy bién pero me va a permitir usar
sus propias ideas para explicarle lo que es el Michelson-Morley
y como hay que entenderlo.

Si lo anterior es correcto, me parece que el mismo resultado se habria conseguido si en lugar de dos haces de luz se habria lanzado dos pelotas de tenis en el vacio.

Es decir, las dos habrian llegado al mismo tiempo, pues sin viento y sin eter que las detenga no cambiarian su velocidad aunque viajaran perpendicularmente.

Como Vd. dice en el vacio ( o al menos en la forma usual de entenderlo )
no habría diferencia entre ninguna de las direcciones espaciales.
Pero la gravedad debida a La Tierra hace que podamos diferenciar de las tres direcciones espaciales
entre una dirección ( indicada por la tendencia a moverse de los graves ) y las otras dos.
Es de esperar que si hay gravedad ( o aceleración ) repitiendo esta experiencia
que Vd. propone se pueda ver que las tres direcciones del espacio dejan de ser equivalentes.

Cuando se empezó a estudiar las ondas,
como las usuales tenían lugar en un medio material... se pensó en que para
que la luz se propagase debería haber un medio...
ahora bién... si consideramos que este medio permanece en reposo y lo llena todo,
lo primero que a uno se le ocurre pensar es que La Tierra
tendría una cierta velocidad con respecto a este.

En el mismo caso que Vd. refiere de las pelotas sería esperable
que la velocidad de la luz medida en dos direcciones perpendiculares diese valores distintos.
Haciendo coincidir haces de luz que viajan en direcciones ortogonales
debería de observarse un desfase y por tanto un patrón de interferencia.
Luego se giran los brazos del interferómetro y se observa de nuevo.

Esto no se detectó, el experimento se revisó y mejoró una y otra vez
y hay un montón de experiencias destinadas a buscar otras explicaciones,
tales como el arrastre del éter, etc... que aportaron el mismo tipo de resultados.

El experimento de Michelson-Morley no prueba la Teoría Especial de la Relatividad.
La Teoría Especial permite explicar el Michelson-Morley y otros experimentos similares.
Parte de unos postulados que no se demuestran...
pero que hasta ahora no hay porque dudar de su veracidad.

Saludos.

[Joaquin_Phi]

Re: Conclusiones del Experimento Michelson-Morley

Gracias polonio por las respuestas.

Gracias, tambien a aLFRe por la respuesta, me parece que las siguientes lineas responden satisfactoriamente a mi duda:

La Teoría Especial permite explicar el Michelson-Morley y otros experimentos similares.
Parte de unos postulados que no se demuestran...
pero que hasta ahora no hay porque dudar de su veracidad.

¿Significa entonces que Einstein para iniciar el desarrollo de las ecuaciones de la Relatividad Especial, "supone" que la velocidad de la luz es constante en cualquier sistema de referencia inercial de donde se mida?

Es decir, de esta suposicion resultan las ecuaciones de la Teoria de la Relatividad y que su exito prueba la veracidad de estas suposiciones?

Gracias por las respuestas y la paciencia.

[pod]

Re: Conclusiones del Experimento Michelson-Morley

¿Significa entonces que Einstein para iniciar el desarrollo de las ecuaciones de la Relatividad Especial, "supone" que la velocidad de la luz es constante en cualquier sistema de referencia inercial de donde se mida?

No exactamente, históricamente él puso dos postulados de los cuales se deduce como resultado la constancia de la velocidad de la luz.

Pero mucha gente prefiere substituir uno de esos dos postulados por la constancia en si; da igual, la teoría es la misma.

Es decir, de esta suposicion resultan las ecuaciones de la Teoria de la Relatividad y que su exito prueba la veracidad de estas suposiciones?

Así es como funciona la ciencia. Sin pruebas experimentales, todo lo que se diga no sirve de nada.


Básicamente, tiene que ver con las propiedades que tienen todas las ondas. Dejando a parte la luz, hasta el momento todas las ondas que se conocían eran ondas materiales. En resumen, para tener una onda en material necesitamos una serie de partículas dispuestas en fila (esto es lo que llamamos "medio"); nosotros hacemos que la primera partícula oscile; su movimiento arrastra a la segunda, que realiza el mismo movimiento pero con algo de retardo; el movimiento de la segunda arrastra a la tercera con algo más de retardo, y así sucesivamente.

Es decir, lo que necesitamos es alguien que inicie el primer movimiento (fuente de la onda), e interacciones internas del medio que la propagan por el espacio. Esto quiere decir que la velocidad de propagación de la onda dependerá únicamente de las características del medio, no de la fuente. En particular, no importa si la fuente se mueve con respecto del medio o no. Por ejemplo, imagínate que tenemos una hilera de péndulos en contacto, de forma que si mueves el primero, chocan unos contra otros hasta que se mueve el último (seguro que lo has visto muchas veces como ejemplo de onda). La velocidad a la que se mueven los péndulos depende únicamente de la masa que hay colgada, y la longitud de la cuerda. Y eso es lo que determinará la velocidad de la onda. Entonces, ¿cambiará la velocidad del péndulo si cuando yo doy el primer golpe estoy quieto o moviéndome a gran velocidad? No. Será siempre la misma. Mi velocidad no importa.

Entendido todo esto, enunciamos el principio que rige a todas las ondas conocidas: la velocidad de propagación NO depende del movimiento de la fuente.

Bien, llegamos a la luz. Sabemos que es una onda; pero ¿qué es lo que oscila? Maxwell dijo que lo que oscila es el campo electromagnético. Pero el campo electromagnético no es "una hilera de partículas", no es un ente material. Eso quiere decir que la luz no necesita un medio para propagarse. Y esto, según la forma Galileana de entender el espacio y el tiempo, es un problema. Con las ondas materiales, nosotros sabemos cual es el sistema de referencia donde la velocidad de la onda material debe medirse: el sistema de referencia del medio. Pero, si la luz no necesita medio, ¿cuál es el sistema de referencia bueno?

Un simple razonamiento de equidad nos dice que, si no tenemos un buen motivo para decir que un sistema de referencia es mejor que otro; entonces todos los sistemas de referencia tienen que ser igual de buenos. En las ondas mecánicas sí tenemos un motivo para destacar un sistema de referencia, y solo uno: el sistema de referencia del medio. Pero en la luz no tenemos ningún sistema de referencia privilegiad; y el sistema de referencia del emisor no sirve, según el razonamiento anterior. Por lo tanto, la única conclusión posible, es que la velocidad de la luz debe ser la misma en todos los sistemas de referencia, lo cual requiere de varios cambios en las ecuaciones de toda la física.

Siguiendo estos razonamientos, o parecidos, la necesidad de que la velocidad de la luz fuera una constante, y el cambio que ello comportaría, ya era más o menos conocido antes de Einstein; hay documentada una conferencia en 1904 por Henri Poincaré donde enunciaba los principios comentados, pero sin formular la teoría. Einstein se le adelantó al formular la teoría, y se llevó la gloria.

[chap]

Re: Conclusiones del Experimento Michelson-Morley

Hola a todos. Disculpad mi intromisión repentina. Para Joaquin_Phi :
Cuando Einstein estaba analizando el sistema inercial pocas partes de la
física estaban fuera de toda duda. La electrodinámica era una de esas
partes indudables. ¿Has visto lo que la electrodinámica especifica para la
velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas? Mete dos
constantes, aplica raiz cuadrada y listo. No depende de coordenadas, ni
del observador, ni de movimientos relativos, ni de otros detalles. Dos
constantes que fijan el valor y eso es todo. No hay libertad para
variaciones ni para depender de las circunstancias. Y lo peor es que ocurre
así en realidad. Con experimentos electromagnéticos cualquier observador
puede medir en el vacío cada constante de esas por separado. Todos los
observadores obtienen los mismos valores. Sería una contradicción obtener
una velocidad de la luz en el vacío que no corresponda a ese par universal
de valores. Y la contradicción no se produce. La velocidad de la luz en el
vacío corresponde para todos los observadores a ese par de constantes
universales, sin depender de las circunstancias. Y eso no es invento de
Einstein. Ocurre así sin remedio. El vacío es más importante que los
movimientos relativos e impone sus constantes a todos los observadores
en todas las circunstancias. El problema es que los observadores humanos
no obtenemos directamente del vacío la información que usamos para
enunciar principios físicos y para formular teorías. Entonces cada vez
que nos vemos obligados a asumir alguna propiedad del vacío tenemos
dificultad para comprender el significado. La cuántica ya nació con
peculiaridades que dificultan la comprensión intuitiva. Pero cuando llegó
el momento de asumir la existencia del vacío y plantearlo como un estado
admitido por la teoría todo se complicó mucho más.

Volvamos a Einstein. Aunque el fundamento FÍSICO para reconocer como
constante universal a C sea la electrodinámica, si quieres analizar el
sistema inercial manteniendo la asepsia matemática que Galileo y Newton
impusieron al tema, es decir geometría sí, tiempo sí, cinemática sí, pero
masa no, dinámica no, fuerzas no, cargas no...substrato físico no,
entonces no puedes presentar el análisis como algo basado en la
electrodinámica. Necesitas desligarte de las otras partes de la física. Lo
único que te queda es asumir como postulado la condición que consideras
segura y demostrar que las consecuencias son coherentes con la
experiencia. Hasta aquí el asunto de postular a C como constante e
igual para todos los observadores.

Hay otro detalle muy destacable del análisis de Einstein. El planteo de la
simultaneidad es muy cuidadoso e impecable en términos lógicos. Este
planteo es un ingrediente adicional, que trasciende el hecho mero de
proponer el postulado de C . Puedes proponer este postulado pero sin
tratar la simultaneidad como hizo Einstein no formularás la relatividad
especial. Igualmente cuidadoso es el tratamiento del patrón de longitud,
que Einstein asocia didácticamente con las reglas que se usan para medir
esa propiedad. Después empieza a vincular longitides y tiempos, exigiendo
que mantengan coherencia mutua y compatibilidad entre observadores
diferentes. Así descubre que en un esquema coherente la compatibilidad
no se logra suponiendo que todos los observadores miden valores iguales
para longitudes y tiempos. Se logra admitiendo que los valores obtenidos
por cada observador dependen del movimiento relativo. Me detengo aquí
para quedar atento a lo que escribáis.

Mi mejor saludo para todas las personas que frecuentan el foro.

[Joaquin_Phi]

Re: Conclusiones del Experimento Michelson-Morley

Gracias Pod y Chap por las respuestas.

Pod, ¿entonces la relevancia del resultado del experimento Michael-Morley esta solamente en que, desvirtuando la idea de la existencia del eter, refuerza la nueva idea de que la Luz si puede viajar en el vacio sin necesidad de ningùn medio?

En verdad la respuesta que has escrito ha sido la mejor sobre este tema y duda en especifico.

Gracias.

Chap, sobre lo que escribes de la importancia de la simultaneidad, sin duda, el mismo Einstein lo consideraba de gran importancia y en el libro "Sobre la teoria de la relatividad" la explica con gran detalle, aunque no por ello deja de ser complicado de entender.

A pesar de sus excelentes explicaciones me quedan dudas sobre este experimento, pero creo puedo quedar satisfecho porque he comprendido ideas que antes de este foro no tenia claras.

Aun asi, si alguien mas que domine este tema, de la constancia de la velocidad de la Luz y el resultado-analisis del experimento Michael-Morley, que desee opinar, lo agradeceria.