Divulgación Relatividad especial, dudas

[Hawkman]

Si A y B son 2 sistemas de refencia incerciales, ¿se tiene que cumplir siempre que un metro de A visto desde B tiene que medir lo mismo que un metro de B visto desde A?, por ejemplo, en la paradoja del corredor y el granero creo entender que si se cumple.

[Richard R Richard]

Re: Relatividad especial, dudas

Correcto

[Hawkman]

Re: Relatividad especial, dudas

Gracias, mi siguiente pregunta pretendía ser ¿si esa condición es falsable? (pero como tenía ciertas dudas sobre lo que significa falsable) he encontrado este enlace, que confirma que esa no es la pregunta.


La cosa es que he terminado creyéndome algo que sé que es falso, el problema es que no consigo entender porque es falso. Y mi objetivo es tratar de entenderlo. La creencia es esta:

La idea es considerar una especulación puramente teórica pero asumiendo que debe ser falsable: "Existe el movimiento absoluto, pero no podemos medirlo". Esto supongo que es una contradicción, pero la idea es: Aceptamos que no podemos medir la velocidad absoluta, pero asumimos que si podremos medir las consecuencias de que el movimiento sea absoluto (evidencias experimentales que sean compatibles con esta idea, de echo serán consecuencias de ella).

Si A ve a B moviéndose a una velocidad V (con respecto a A), cuando B mire hacía A y lo vea moviéndose a V (con respecto a B) pues que no estará viendo A sino a C, y el motivo por el que se acepta que sigue siendo A y no C es que son indistinguibles (digamos por el mero echo de que B mire a A satisfaciendo que la ve moverse a V, pues que A acelera de forma instantánea convirtiéndose en C para B).

Pongo un ejemplo donde espero explicarme mejor.

Supongamos un anden y 3 trenes idénticos A, B y C. Consideremos que entre A y B hay una velocidad V, e igual entre B y C. Entiendo que son 3 SRIs válidos ya que con respecto al andén cada uno tendrá una velocidad diferente. Cogemos a un científico y vamos a suponer que cuando está durmiendo* lo podemos tele-transportar de un tren a otro (ejemplo similar sería si solo tenemos dos trenes y cuando el científico está durmiendo los aceleramos para satisfacer que son A y B o B y C con respecto al andén). La idea es que el científico si desde A solo puede ver a B y desde B solo puede ver a C, no tiene manera de saber si está en A o en B y por tanto si está viendo a B (desde A) o a C (desde B).

* durmiendo consideramos que no tiene acceso a información durante las aceleraciones o cambios de tren, sus mediciones se limitan a información obtenida estando en un sistema inercial.


Tengo claro que soy muy ingenuo (también que vosotros lo tendréis mas claro que yo), pues todo esto me queda muy grande.

[pod]

Re: Relatividad especial, dudas

"Existe el movimiento absoluto, pero no podemos medirlo".

Si no es medible, científicamente no existe.

Al respecto, hay una diferencia muy grande (infinita) entre "no ser medible" y "ser muy difícil de medir".

Si A ve a B moviéndose a una velocidad V (con respecto a A), cuando B mire hacía A y lo vea moviéndose a V (con respecto a B) pues que no estará viendo A sino a C, y el motivo por el que se acepta que sigue siendo A y no C es que son indistinguibles (digamos por el mero echo de que B mire a A satisfaciendo que la ve moverse a V, pues que A acelera de forma instantánea convirtiéndose en C para B).

Pongo un ejemplo donde espero explicarme mejor.

Supongamos un anden y 3 trenes idénticos A, B y C. Consideremos que entre A y B hay una velocidad V, e igual entre B y C. Entiendo que son 3 SRIs válidos ya que con respecto al andén cada uno tendrá una velocidad diferente. Cogemos a un científico y vamos a suponer que cuando está durmiendo* lo podemos tele-transportar de un tren a otro (ejemplo similar sería si solo tenemos dos trenes y cuando el científico está durmiendo los aceleramos para satisfacer que son A y B o B y C con respecto al andén). La idea es que el científico si desde A solo puede ver a B y desde B solo puede ver a C, no tiene manera de saber si está en A o en B y por tanto si está viendo a B (desde A) o a C (desde B).

* durmiendo consideramos que no tiene acceso a información durante las aceleraciones o cambios de tren, sus mediciones se limitan a información obtenida estando en un sistema inercial.

A mi me parece que de tus ejemplos no se deduce nada interesante, y mucho menos algo sobre la velocidad absoluta. Para definir una velocidad absoluta necesitas un sistema de referencia absoluto, y en tus argumentos no hay nada que permita decir que un sistema de referencia sea fundamentalmente mejor que otro.

Si acaso, estás confirmando la relatividad de la velocidad. El observador hace dos observaciones: observa B desde A y observa C desde B. Para él son indistinguibles, eso significa que la observación no depende de donde esté, sino de la velocidad relativa con el tren que observa. Que los trenes sean indistinguibles es algo bastante artificial, nada impide hacer una marca a uno de los trenes para saber si está en A ni en B. Tampoco hay ningún motivo funcamental para que no pueda ver los dos trenes a la ves.

Tengo claro que soy muy ingenuo (también que vosotros lo tendréis mas claro que yo), pues todo esto me queda muy grande.

Nos queda grande a la mayoría. Eso no significa que no se pueda intentar entender bien.

[Hawkman]

Re: Relatividad especial, dudas

Gracias.

[Hawkman]

Re: Relatividad especial, dudas
Si no es medible, científicamente no existe.
...

¿Un científico ciego tiene que hacer alguna concesión con respecto a lo citado para aceptar la física (quizá concretamente la RE)?

El fundamento simplista de mi pregunta es que un ciego no puede ver y por tanto si es científico la luz para el no existe.

Como asumo que mi pregunta es muy ingenua, supongo que el tema está en que el conocimiento científico de la luz es muy superior a lo que puede aportar el sentido de la vista, en definitiva un científico ciego puede ver (desde el punto de vista de la ciencia, dado que posee el conocimiento científico) mejor que un no científico no ciego.

Pero la parte simplista está ahí. Lo que me lleva a plantearme (algo que supongo evidente) ante una limitación para medir, se limita la ciencia que se puede hacer. Y esto me lleva a preguntarme, si existiera fundamento científico suficiente para aceptar una limitación para medir, ¿se podría considerar a la ciencia como obsoleta como medio para conocer la naturaleza por ineficiente?

Lo de ineficiente vendría si consideramos que usando la imaginación pudieras conseguir un conocimiento que te permita "ver" (en el sentido anterior) lo que no puedes medir y este conocimiento hiciera que cosas que si puedes medir resultaran mas sencillas de entender (relacionar).

[pod]

¿Un científico ciego tiene que hacer alguna concesión con respecto a lo citado para aceptar la física (quizá concretamente la RE)?

El fundamento simplista de mi pregunta es que un ciego no puede ver y por tanto si es científico la luz para el no existe.

Como asumo que mi pregunta es muy ingenua, supongo que el tema está en que el conocimiento científico de la luz es muy superior a lo que puede aportar el sentido de la vista, en definitiva un científico ciego puede ver (desde el punto de vista de la ciencia, dado que posee el conocimiento científico) mejor que un no científico no ciego.

Pero la parte simplista está ahí. Lo que me lleva a plantearme (algo que supongo evidente) ante una limitación para medir, se limita la ciencia que se puede hacer. Y esto me lleva a preguntarme, si existiera fundamento científico suficiente para aceptar una limitación para medir, ¿se podría considerar a la ciencia como obsoleta como medio para conocer la naturaleza por ineficiente?

Lo de ineficiente vendría si consideramos que usando la imaginación pudieras conseguir un conocimiento que te permita "ver" (en el sentido anterior) lo que no puedes medir y este conocimiento hiciera que cosas que si puedes medir resultaran mas sencillas de entender (relacionar).

Un científico ciego puede medir la luz. De forma naïve: conecta un voltímetro analógico a una célula fotoeléctrica y pone el dedo en la aguja, si la aguja se mueve es que hay luz.

Este es un tema de filosofía de la ciencia bastante profundo, y quizá no sea este el hilo para tratarlo en más detalle. Mi forma de verlo (personal) es que el requisito para que algo sea científicamente valido es que sea teóricamente posible construir un experimento para falsarlo. Es decir, un experimento que si sale bien respalda la teoría, pero si sale mal la desmiente completamente. Es posible que ese experimento sea extraordinariamente caro, o que incluso no tengamos la tecnología hoy en día para hacerlo; pero la idea es que algún día, con la evolución tecnológica, deberá ser posible hacer el experimento. Tal y como yo lo pinto, es una condición relativamente débil; cualquier cosa que no cumpla esta condición significa que jamás podrá tener consecuencias en nada medible, y por lo tanto es totalmente irrelevante para la ciencia. Otros autores pueden exigir condiciones más fuertes al respecto.

[Hawkman]

...Mi forma de verlo (personal) es que el requisito para que algo sea científicamente valido es que sea teóricamente posible construir un experimento para falsarlo. Es decir, un experimento que si sale bien respalda la teoría, pero si sale mal la desmiente completamente.
....
cualquier cosa que no cumpla esta condición significa que jamás podrá tener consecuencias en nada medible, y por lo tanto es totalmente irrelevante para la ciencia. ...

Estaría muy satisfecho con tu forma de verlo, mientras no exista evidencia científica que permita admitir una limitación para medir, es decir, si planteas un experimento para falsar algo y ese experimento no satisface la posibilidad de que sea falso porque no eres capaz de medir esa posibilidad. Puedo aceptar que esa posibilidad no medible resulte irrelevante para la ciencia (en la parte experimental) pero también que ese resultado no es falsable. Hay una frontera basada en que algo es cierto porque no puedo demostrar que es falso que me cuesta entender.

[carroza]

Pero la parte simplista está ahí. Lo que me lleva a plantearme (algo que supongo evidente) ante una limitación para medir, se limita la ciencia que se puede hacer. Y esto me lleva a preguntarme, si existiera fundamento científico suficiente para aceptar una limitación para medir, ¿se podría considerar a la ciencia como obsoleta como medio para conocer la naturaleza por ineficiente?

Hola.

Puedes tener un ejemplo de lo anterior: En mecánica clásica, pueden determinarse, en principio, con una precisión arbitraria el momento y la posición de una partícula.

Sin embargo, en mecánica cuántica se encuentra que el producto de ambas incertidumbres es mayor o igual a la constante de Planck. Así que tienes un caso claro de "fundamento científico suficiente para aceptar una limitación para medir".

Sin embargo, eso no ha hecho a la ciencia obsoleta. Ha hecho obsoleto a un paradigma determinado de la ciencia, la mecánica clásica, y ha permitido el desarrollo de un nuevo paradigma científico, la mecánica cuántica, que ha tenido un exito rotundo para describir la naturaleza.

Limitaciones para medir, por tanto, no hacen a la ciencia obsoleta ni ineficente.

Un saludo

[Hawkman]

Gracias, muy buena explicación.

[Hawkman]

Creo que ya lo entiendo. El cambio de paradigma (al menos para mi) es la consecuencia de que el resultado de un experimento sea falso, pues determina el mundo al revés (por así decirlo). Lo raro o anti-intuitivo es la costumbre de que los experimentos confirmen cierta visión de la naturaleza, pero a fin de cuentas un experimento impone una consecuencias y unas limitaciones o restricciones, si el experimento resulta falso, las consecuencias (la visión de la naturaleza que se confirmaría de obtener un resultado positivo) se vuelve falsa y las restricciones (o como no debería ser la naturaleza) se vuelve cierto (dentro de los límites del experimento, claro).

Lo que veo como una limitación para medir, es en realidad (por así decirlo) una "nueva" forma de medir. Así que nunca entendí el fundamento del resultado negativo del experimento de M-M.

[carroza]

Hola.

Creo que no es una buena terminología hablar de un experimento como "falso". Un experimento puede ser erróneo, en cuyo caso hay que corregirlo, y repetirlo. Este fue el caso de la reciente determinación, en Opera, de la velocidad de lon neutrinos, que salía superior a c.

Un experimento "correcto", puede dar un resultado entendible en el marco del paradigma vigente. Por ejemplo, este es el caso del descubrimiento del bosón de Higgs. Es el caso de la inmensa mayoría de los experimentos que se realizan.

Tambien puede ocurrir que un experimento "correcto", como el realizado por Michelson y Morley, de un resultado que no se entiende en el paradigma vigente. En ese caso, se consideraba que la luz era una onda que se propagaba por un medio, el Eter, y el experimento de Michelson pretendia medir la velocidad de la tierra con respecto al eter, a partir de la medida de cambios de la velocidad de la luz en diferentes direcciones. El hecho de que se encontrara que, en todos los casos, esta velocidad de la tierra con respecto al eter fuera nula, no era entendible en el marco del paradigma del eter.

Por tanto, en esa situación, de experimentos clave que "no se entienden" (en un paradigma), la ciencia tiene que cambiar de paradigma. Se elimina el eter, se cambia la física clásica por la relatividad especial, y ya en el nuevo paradigma el resultado de Michelson y Morley, resulta plenamente entendible, es más, resulta obvio, ya que en relatividad la velocidad de la luz es la misma en todos los sistemas de referencia.

Un saludo

[Hawkman]

Si A y B son 2 sistemas de refencia incerciales, ¿se tiene que cumplir siempre que un metro de A visto desde B tiene que medir lo mismo que un metro de B visto desde A?.

Confirmada que esa relación se cumple siempre en RE ¿Existe algún paradigma de física en el que esta relación resulte irrelevante?

[Hawkman]

No descarto que esa pregunta esté contestada ya y no lo vea, o simplemente resulte demasiado absurda. Sin ánimo de sobrepasar los límites de la tolerancia a la ingenuidad, la verdad es que estoy interesado en entenderlo.

Me gustaría intentar fundamentar el motivo de la pregunta.

En algunas ocasiones se plantea como ejercicio mental para facilitar el entendimiento del concepto de que el movimiento es relativo, planteando dos sistemas de referencia inerciales (SRI) en el vacío, de tal modo, que las únicas referencias de cara al movimiento sean de uno con respecto al otro. También creo haber leído (aunque esto sea de relatividad general) que la aceleración si se puede medir (notar) desde un único SRI. Me pregunto ¿si tiene sentido entonces considerar un único SRI en el vacío que acelera?. La idea es que si para cambiar de SRI es suficiente con acelerar, se puede considerar, que si estamos en un SRI en el vacío, aceleramos (algo que podemos notar), cuando termina de acelerar podemos considerar que estamos en otro SRI, pese a que no podamos medirlo (no habrá diferencia entre el estado anterior y posterior a la aceleración).

...Que los trenes sean indistinguibles es algo bastante artificial, nada impide hacer una marca a uno de los trenes para saber si está en A ni en B...

Si nos basamos en un SRI en el vacío antes y después de acelerar ¿que aporta la marca?

[carroza]

Hola.

No entiendo lo que preguntas. Voy a responder algo, que espero que sea relevante para lo que indicas.

1) En un sistema de referencia inercial, puede describirse cualquier tipo de movimiento, acelerado o no.

2) Un observador puede cambiar de un sistema de referencia inercial a otro. Físicamente, es como dar un saltito del andén, al tren que se va moviendo. Si hace esto, para poder aplicar las leyes de la física, entonces debería modificar los valores de las coordenadas y los tiempos de todos los objetos, según le indican las transformaciones de Lorentz.

3) La descripción que hacen dos observadores en sistemas de refernecia diferentes, son plenamente consistentes, aunque para ello utilicen valores diferentes de sus coordenadas y sus tiempos. Por ejemplo, Un rayo de luz se manda a la luna desde un campanario cuando suena la primera campanada en el reloj del campanario, y vuelve reflejado cuando el reloj ha dado 12 campanadas.

Ese hecho es el mismo para cualquer observador inercial, aunque para unos la posición del campanario sea fija, y el tiempo entre campabadas sea de un segundo, y para otros el campanario se esté moviendo velozmente, y las campanadas del reloj tarden un año entre una y otra.

Un saludo