37 votos

¿Se equivoca el principio de Mach?

Esta pregunta fue motivada por otra pregunta sobre un artículo de Woodward (no mío). En mi opinión, el principio de Mach es un pensamiento muy problemático (erróneo). Mach estaba obviamente influenciado por Leibniz. Las soluciones de espacio vacío en la RG darían lugar a una métrica de Minkowski y sugerirían que no hay inercia. El principio de Mach parece incompatible con la RG. Las ondas gravitacionales también podrían ser un problema. Había pensado que trabajos como el de Wolfgang Rindler había marginado más o menos el Principio de Mach, pero veo que se habla mucho de él en Internet. ¿Es correcto? ¿Es incorrecto? ¿Hay pruebas? (experimentos de arrastre de tramas)?

Utilicemos esta definición de ScienceWorld.Wolfram.com:

En su libro La ciencia de la mecánica (1893), Ernst Mach expuso la idea de que no tenía sentido hablar de la aceleración de una masa en relación con el espacio absoluto. Más bien, sería mejor hablar de la aceleración relativa a los astros lejanos. Lo que esto implica es que la inercia de un cuerpo aquí está influenciada por la materia lejana.

4voto

Vinze Puntos 1736

Si se considera que la rotación es relativa, entonces un observador en un cuerpo en rotación puede considerarse a sí mismo como inmóvil con el universo girando a su alrededor. En esta visión, para no superar la velocidad de la luz, los objetos distantes deben tener órbitas inferiores a c/omega, por lo que el espacio debe estar extremadamente distorsionado. La mayor parte de la masa del universo tendrá una velocidad relativa cercana a la de la luz y, por tanto, tendrá una masa enormemente aumentada y, por tanto, enormes campos gravitatorios. Me parece muy posible que la fuerza neta resultante sobre el observador aumente linealmente con la distancia desde el centro del marco, al igual que las fuerzas centrífugas.

2voto

Weng Fai Wong Puntos 116

El principio de Mach, en resumen, es que la inercia no es absoluta, está determinada por la configuración de la materia y no hay otra fuente.

Esto se puede resumir en dos afirmaciones:

  1. Los cuerpos masivos pueden afectar a la inercia de otros objetos (la inercia está determinada por la configuración de la materia)

  2. El Universo no gira y acelera linealmente como un todo (no hay otra fuente de inercia)

La primera afirmación está incluida en la RG y se ha demostrado con la medición experimental del arrastre de cuadros. De hecho, la inercia incluso puede ser apantallada, de modo que las personas que se encuentran en una nave espacial en rotación (frente a estrellas lejanas) no podrían detectar la rotación.

La segunda afirmación aún no está probada (en la parte rotacional) aunque se ha verificado con gran precisión. La parte lineal se deduce simplemente de la conservación del momento.

2voto

icelava Puntos 548

En realidad no se trata de que el principio de Mach esté equivocado. Es algo relacionado con la relatividad general, y el arrastre de marco o el efecto Lense-Thirring son similares al principio de Mach. Sin embargo, son leyes locales de la física y el principio de Mach es una hipótesis global. La gravedad nos dice que la curvatura del espaciotiempo induce el movimiento de las masas, y si estas masas son lo suficientemente grandes, eso puede cambiar a su vez la curvatura. Así que la gravedad o curvatura del espaciotiempo actúa sobre una masa localmente y la misma experimenta una aceleración vista desde otro marco. Esta es una desviación geodésica que se define por la curvatura de Riemann. Así que esto nos dice que la masa que se observa que se acelera es la misma masa que responde a la curvatura --- el principio de equivalencia. Esto también se parece al principio de Mach: la inercia allí determina la inercia aquí.

Mach afirmó que la fuerza centrípeta en un marco local en rotación es equivalente a lo que ocurre si el marco no gira y todo el universo gira alrededor del marco. Kurt Godel elaboró un modelo de universo en rotación y encontró un espacio-tiempo muy extraño. Si el universo gira tiene una estructura que es radicalmente diferente de la conjetura original de Mach. Además, este universo viola las condiciones de energía. No es un espaciotiempo físico, aunque provenga de las ecuaciones de campo de Einstein. Esto sugiere al menos que hay algunas desviaciones radicales del principio de Mach y de la relatividad general. El principio de Mach no parece ser una consecuencia de la relatividad general.

El principio de Mach es bastante vago en algunos aspectos. Se dice que la inercia de un cuerpo está determinada por la inercia (o las masas) de todos los demás cuerpos. De nuevo, esto suena como la RG, pero se extiende a todo el universo. La interacción gravitatoria real que tiene una partícula aquí con una galaxia a z = 8 a unos 12.500 millones de años luz es minúscula. Así que la imagen de la interacción parece divertida. Podría ser tentador decir que todo el universo es una especie de función de onda cuántica única, y que las masas individuales que observamos son subconjuntos entrelazados. Esto podría sonar global y se aleja de la $q/r^2$ de la gravedad. A partir de ahí uno podría estar tentado a decir que la inercia se hereda de esta manera. Sin embargo, los enredos no implican fuerzas, y la inercia como enredo no está definida.

También diré que sospecho que Mach tenía ideas de un éter en el espacio cuando sugirió esto. Así que probablemente tenía una imagen de un marco giratorio moviéndose a través de este medio, y esto es de alguna manera equivalente a todo el medio girando alrededor del marco. Así que el vórtice del éter en el caso de un mundo en rotación es lo que generó la fuerza centrífuga en el marco en rotación.

0voto

La respuesta honesta debería ser que nadie lo sabe con seguridad. Einstein se inspiró inicialmente en este principio cuando formuló la RG. Sin embargo, poco a poco quedó claro que existen soluciones a las ecuaciones de campo de la RG que no confirman el principio de Mach. Einstein se desilusionó completamente en sus últimos años. De hecho, la RG tiene algunas características que son definitivamente "maquianas", pero otras que son "no maquianas". Si este principio es correcto o incorrecto ha sido siempre objeto de controversia. La opinión actual de la mayoría de los expertos parece ser totalmente negativa respecto al principio de Mach.

-2voto

En la última década se han llevado a cabo muchas investigaciones sobre el principio de los machos. Los investigadores están tratando de desarrollar una teoría basada en el principio de mach que pueda explicar el universo adecuadamente. Hay algunos artículos recientes en los que se demuestra que el principio de mach puede explicar la mecánica cuántica y también la cosmología sin materia oscura ni energía oscura. Por lo tanto, no es correcto decir que el principio de mach es erróneo. Puedes revisar los siguientes trabajos de investigación. Por supuesto, son extremadamente matemáticos, pero probablemente cualquiera puede entender la lógica. http://arxiv.org/abs/1206.6755 la agravación maquiavélica y las fuerzas galácticas gigantes. http://arxiv.org/abs/1206.0923 sobre la mecánica ondulante de las partículas.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X