¿Realmente no podemos saber si nos estamos moviendo?

Question

Hace tiempo que no pienso en la física, sin embargo, recuerdo algo sobre que si estás en un tren sin ventanas que va perfectamente recto y es perfectamente suave, no hay ningún experimento que puedas realizar para demostrar que estás en movimiento o en reposo. Así que tengo un par de preguntas relacionadas con esto.

1. ¿Sigue siendo esto cierto? Me preguntaba si ha surgido algo en la física desde que me enteré de esto (hace unos 10 años) que permita a un observador en el tren decir si se están moviendo.

2. Si esto es cierto, por qué no se podría acelerar una partícula en diferentes direcciones hasta una determinada masa y medir cuánta energía se necesita para llegar a esa masa. Si se moviera en cualquier dirección, ¿no mediría menos energía en su dirección de desplazamiento?

3. ¿Tener un observador externo afectaría de alguna manera al experimento mencionado?

Answer 1

Sí, se sostiene que es cierto, tanto en la relatividad galileana como en la einsteiniana.

Si hicieras el experimento que has descrito descubrirías que no hay ninguna diferencia en función de la dirección en la energía que se necesita para acelerar algo a una velocidad determinada.

Si hubiera un observador comparado con el que te mueves, entonces, al acercarse la velocidad a la de la luz, observarían cosas diferentes a las que tú observarías. De forma perfectamente simétrica, si los observaras haciendo los mismos experimentos, diferirías sobre las cosas de la misma forma que ellos, porque ninguno de los dos tiene base para suponer que estáis en un "marco de reposo" privilegiado, ya que tal cosa no existe(*). En particular, tú y el observador diferiréis sobre las longitudes y los tiempos de tal manera que las leyes de la física serán las mismas para ambos.

La forma en que se diferencian en lo que observan cuando se acercan las velocidades $c$ es descrita por la relatividad especial, y es exactamente este tipo de reconciliación entre todos los observadores que miden que la velocidad de la luz es la misma en todas las direcciones y los observadores que se mueven unos respecto a otros lo que dio lugar a esta teoría.

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(*) No existe un marco de reposo privilegiado según las mejores teorías que tenemos , cuyas teorías han sido ampliamente probadas. Esto no significa que sea absolutamente imposible que alguien descubra que uno, de hecho, existe, pero esto parece absurdamente improbable.