La velocidad de la luz es la misma constante $c$ visto por cualquier marco inercial en SR. Pero, ¿es la velocidad de la luz la misma en todos los marcos (inerciales o no) en RG?
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- ¿La velocidad de la luz varían en noninertial marcos? (2 respuestas )
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
Steve
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Hay una diferencia entre decir que la velocidad de la luz es la misma en cualquier marco, y decir que es lo mismo en todos porque en la segunda afirmación, sobre la comparabilidad de las velocidades, se deslizan ciertas suposiciones no examinadas.
Es como afirmar que hay la misma proporción de chicos y chicas en cualquier aula de la escuela. Equivalentemente, ¿Es el relación lo mismo en todos ¿aulas? Sí.
Pero, ¿de esto deducimos que cada aula debe contener el mismo número de niñas y niños? No - de hecho, una clase puede no contener niños, o estar abarrotada como el agujero negro de Calcuta, y aun así la proporción afirmada se mantiene mientras cada niño que es presente tiene una chica homóloga que está presente.
Lo que la gente no aprecia fácilmente es que, aunque la proporción sea constante, el número subyacente de niños y niñas puede diferir libremente.
En otras palabras, lo que no tiene por qué permanecer constante en la relatividad, son las escalas de tiempo y distancia en la que se expresa la medida de la velocidad .
Así que las velocidades son no el mismo en todos los fotogramas, cuando la persona que hace la pregunta espera implícitamente que las velocidades en cada fotograma que se están comparando, se están midiendo en las mismas escalas .
El marco, en relatividad, es lo que define esas escalas contra las que se expresa la velocidad.
Por supuesto, aún no digo nada sobre por qué este enfoque es válido; no soy educador, así que puede que no sea del todo claro y que plantee más preguntas de las que responda, pero allá voy.
La razón por la que es válido es porque no tenemos ninguna forma conocida de medir el tiempo sin medir la distancia. Es decir, relojes no miden "tiempo", miden velocidad - la velocidad de un proceso físico que implica cambios regulares en la posición espacial.
El péndulo del reloj de pie se mueve hacia adelante y hacia atrás en espacio - y sólo ideando un mecanismo mucho más complejo, se cuenta y se ve cualquier movimiento aparente hacia adelante en el "tiempo".
De hecho, no está del todo claro qué es realmente el "tiempo": es esa "otra cosa" dentro de un reloj que no es la posición del mecanismo, sino otra cosa que hay que postular para explicar cómo se mueven las posiciones de las distintas partes del mecanismo. Tampoco está claro que un péndulo perfecto avance en el tiempo, ya que simplemente repite las mismas relaciones de posición, una vez hacia delante y otra hacia atrás.
Existen otros mecanismos de relojería además del péndulo, pero todos ellos se basan en una acción recíproca a través de una medida de espacio, y algunos supuesto sobre la constancia y regularidad del tiempo que se tarda en recorrer ese espacio.
Por lo tanto, si esa acción recíproca tarda un tiempo diferente en completar un ciclo a través de una región del espacio, el tiempo medido cambiará.
Así es como, en relatividad, la velocidad local de la luz es siempre constante - es decir, una distancia recorrida recíprocamente, implica siempre un periodo de tiempo constante en un reloj, porque el propio reloj mide que .
Por lo tanto, si se tarda más en recorrer una distancia fija, el reloj se ralentizará, y por lo tanto el "tiempo" que se tarda en recorrer esa distancia siempre permanece constante en el reloj, porque es el velocidad de ese viaje que el reloj estaba midiendo en primer lugar - no estaba midiendo el "tiempo".
En otras palabras, relojes asuma que la velocidad de la luz es constante. Si no es constante (en términos objetivos), entonces el reloj no puede decirlo, porque la lectura en la esfera del reloj está siempre en una relación fija a la velocidad local de la luz.
Por eso es un local en la relatividad, pero la relatividad no dice que la velocidad de la luz en un fotograma sea equivalente a la velocidad en otro (porque cada fotograma, por definición, está utilizando una escala de tiempo diferente, que se basa en un local medición de la velocidad de la luz por un reloj que es estacionario y que es no equivalente entre fotogramas).
Y lo que dice la relatividad es que la diferencia de velocidad de la luz entre distintos objetos sólo será detectada por relojes que se muevan uno respecto al otro. No será detectada por relojes locales que se mueven conjuntamente.
