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¿Había algo intrínsecamente incoherente en el universo de Newton?

No soy físico, sólo un curioso.

Sabemos por observación que la formulación de la física de Newton es incompleta. Podríamos suponer que, en un planeta de niebla perpetua, a nadie se le habría ocurrido cuestionarla. Antes de descubrir el vuelo, no habríamos tenido mucho en materia de cosmología que nos indicara la dirección correcta.

Pregunta

Sin experimentación física, ¿existen incoherencias en las leyes de Newton que indiquen que son incorrectas? Estoy pensando en cálculos que requieran dividir por cero o similares.

Por ejemplo, ¿podríamos haber descubierto, digamos, la relatividad, puramente a partir de matemáticas ¿incongruencias en la formulación newtoniana?

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Herb Wilf Puntos 196

Parece que ninguna respuesta se centra aún en el ángulo cosmológico. No soy un experto en historia, pero creo que Newton creía que el universo era infinito tanto en el tiempo como en el espacio, y estático, lo que significa que las estrellas ni se alejan unas de otras ni caen unas hacia otras.

Sin embargo, esto no puede funcionar realmente. Para que el universo sea estático, cada estrella no debe experimentar ninguna fuerza gravitatoria neta de media procedente de todas las demás estrellas. Pero en cuanto una región del universo se vuelva, por casualidad, más densa que el resto, ejercerá una fuerza mayor sobre las estrellas cercanas y, por tanto, se hará más densa, provocando un proceso que se convertiría en una bola de nieve. La situación es inestable, y la menor perturbación provocaría el colapso de la uniformidad.

No se trata de una incoherencia de la gravedad newtoniana, sino sólo de una suposición errónea sobre el aspecto del universo a gran escala. En principio se podría tener un universo newtoniano "en expansión", con su propio big bang. (La diferencia entre eso y nuestro universo es que el espacio no se estaría expandiendo, sino que los objetos dentro de él simplemente se estarían alejando unos de otros).

De hecho, creo que Einstein también creía que el universo era estático al principio, e introdujo la constante cosmológica para hacerlo posible, antes de que Hubble descubriera que, de hecho, las galaxias se alejan unas de otras.

3voto

Keith Puntos 482

Siguiendo mi comentario, la gravitación newtoniana implica una acción instantánea a una distancia arbitraria. Esto no es un problema matemático, pero es algo extraño con la idea newtoniana de que el universo funciona como una máquina.

No consigo localizar dónde lo dice explícitamente en el texto, pero otras referencias parecen sugerir que lo hace y que era consciente de que se trata de un reto. [Si alguien puede aclararlo, por favor que lo edite.]

Otra forma de decirlo es que la gravedad newtoniana no es local.

Según tengo entendido, la definición del problema de Einstein tenía el objetivo específico de resolver esto, además de llevar incorporada la Relatividad Especial.

Entre las consecuencias interesantes de la acción instantánea figuran:

  • Mover un objeto (por ejemplo, la mano) afecta inmediatamente a todos los demás objetos del universo (que ahora sabemos que es mucho mayor de lo que se conocía en tiempos de Newton).
  • La Tierra y el Sol, por ejemplo, están sometidos a la acción de toda la masa del universo. ¿Cuál es su efecto neto y podemos medirlo?

1voto

user268018 Puntos 124

Es una posibilidad remota, pero en la primera ley no hay ningún dispositivo para distinguir la materia en reposo de la materia en movimiento constante, así que ¿quizás sea incoherente en Identidad? Así que se puede observar el cuerpo en reposo sobre una mesa y no ser consciente de que la propia mesa puede estar o no en movimiento. Einstein lo puso de manifiesto en un claro experimento mental, pero Lorenz lo había hecho por él en condiciones de niebla.

¿Quizá Lorenz ya estaba en el otro lado no empañado debido a los datos ópticos de que disponía?

Edición: Resulta que incluso Einstein consideró el experimento Michelson-Morely como el punto de inflexión para la desaparición del éter en favor de la luz de velocidad constante. Así que Lorentz estaba en un territorio sin niebla, y la simetría de identidad es un defecto abstracto que no hace que la mecánica inconsistente.

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