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Sería posible el desarrollo de la teoría especial de la relatividad, sin saber de la luz?

Mi comprensión de la relatividad especial es que se basa fundamentalmente en la constancia de la velocidad de la radiación electromagnética que esta velocidad es una ley de la física (o deriven de las leyes de la física y hechos sobre el vacío) y no es un hecho contingente. ¿Eso quiere decir que, si la humanidad no sabía acerca de la luz (o radiación electromagnética, en general), podemos entonces no puede venir para arriba con la relatividad especial? Para decirlo de otra manera, imaginar, una especie de vida inteligente insensible a la radiación electromagnética - sin ojos, etc. Sería todavía tienen una razón para producir la teoría de la relatividad, que probablemente han creado un marco de la física que no impliquen a la velocidad de la luz de forma centralizada?

14voto

Daniel Broekman Puntos 1951

Mi comprensión de la relatividad especial es que se basa fundamentalmente en la constancia de la velocidad de la radiación electromagnética

En realidad, no, eso es cierto. La relatividad especial es (se podría decir), basado en la existencia de algunos de velocidad que es invariante en todos los sistemas inerciales de referencia. El hecho de que la luz (o cualquier otra cosa) viaja a esa velocidad es bastante irrelevante. Así, mientras que el desarrollo de la rs fue originalmente impulsado por la constancia de la velocidad de la luz, no es un requisito de haber desarrollado la teoría. Los efectos de la relatividad pondría de manifiesto sólo desde el momento de la dilatación/contracción de longitud experimentado por cualquier suficientemente rápido movimiento de objetos.

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aku Puntos 54867

Es, de hecho, es posible derivar las matemáticas de la teoría de la relatividad, sin hacer referencia a la luz. David Mermin lo hizo en 1984 (Mermin N D 1984 Relatividad sin la luz de la mañana. J. Phys. 52.2 119-24). Según el resumen, "El relativista, además de la ley para el paralelo velocidades se deriva directamente del principio de la relatividad y un par de simples supuestos de la suavidad y de la simetría, sin hacer uso del principio de la constancia de la velocidad de la luz."

De modo que, siendo insensible a la radiación electromagnética no excluye la derivación de la relatividad, aunque la falta de una velocidad de la luz centrada en la teoría (dependiendo de cómo se define este) es todavía una cuestión abierta. c sólo podría significar algo conceptualmente diferente a ellos, pero todavía se muestran.

8voto

danmine Puntos 2869

La relatividad sin luz:

http://ajp.aapt.org/resource/1/ajpias/v52/i2/p119_s1?isAuthorized=no

Resumen: El relativista, además de la ley para el paralelo velocidades se deriva directamente del principio de la relatividad y un par de simples supuestos de la suavidad y de la simetría, sin hacer uso del principio de la constancia de la velocidad de la luz.

También hay un capítulo dedicado a este tema en este libro: http://ebooks.cambridge.org/chapter.jsf?bid=CBO9780511608216&cid=CBO9780511608216A028

Tenga en cuenta que no tengo acceso a cualquiera de estas fuentes, aunque el OP puede hacer, o que él/ella puede obtener dicho acceso.

Aquí está un libre artículo sobre el tema: http://image.sciencenet.cn/olddata/kexue.com.cn/upload/blog/file/2010/8/201085162128290613.pdf y su resumen:

El papel de la luz del postulado de la relatividad especial es reexaminado. La existente en la teoría de la relatividad sin luz muestra que uno puede deducir de Lorentz-como las transformaciones con un indeterminado invariante velocidad, basada en la homogeneidad del espacio y del tiempo, la isotropía del espacio y el principio de la relatividad...

Otra gratis artículo, este cortesía del CERN: http://cdsweb.cern.ch/record/940058/ y su resumen:

Utilizando sólo el postulado de la reciprocidad, se ha demostrado que la separación espacial de los dos objetos, en reposo, en algunos marco inercial, es invariante. Este resultado se da en ambos Galileo y la teoría especial de la relatividad. Un corolario es que no hay "contracción de longitud' o los asociados de "la relatividad de la simultaneidad" efectos en la última teoría. Un experimento de pensamiento que emplean cuatro no sincronizados los relojes y de una sola varilla de medición proporciona una demostración de que el tiempo de dilatación efecto. Este efecto, que es universal para todos sincronizados los relojes en reposo en cualquier sistema inercial, es el único espacio-tiempo, fenómeno discriminatorio de Galileo y la teoría especial de la relatividad.

4voto

Joe Liversedge Puntos 2134

Puramente empírico, tenemos varios reloj atómico de experimentos que demuestran claramente efectos relativistas. Ha habido montaña-valle de experimentos que demuestran gravitacional de la dilatación del tiempo (Briatore 1979), los experimentos capaces de por separado la detección de la cinemática y de la dilatación del tiempo gravitacional (Chou 2010), así como el famoso Háfele-Keating experimento, que era sensible a una mezcla de la gravedad de la dilatación del tiempo, la cinemática de la dilatación del tiempo, y el efecto Sagnac.

Desde el lado teórico, la luz no juega ningún papel importante en la comprensión moderna de la relatividad, y la $c$ en todas las ecuaciones relativistas no es realmente interpreta como la velocidad de la luz, sino como un factor de conversión entre el tiempo y el espacio. Se dio cuenta muy temprano (Ignatowsky 1911) de que la teoría especial de la relatividad podría ser desarrollado axiomáticamente a partir de suposiciones acerca de nada más que de simetría de principios tales como la homogeneidad e isotropía del espacio. Para los modernos, de la escuela primaria presentaciones de este estilo, a ver Pal 2003 y este que escribí.

L. Briatore y S. Leschiutta, la Evidencia de la tierra gravitacional cambio directo atómica-tiempo-escala de comparación, Il Nuovo Cimento B, 37B (2): 219 (1979), http://www.scribd.com/doc/106593804/briatore-1977 . En un ambiente muy cool experimento similar por un aficionado experimentador se describe a continuación: http://leapsecond.com/great2005/

Chou, http://www.sciencemag.org/content/329/5999/1630.abstract , que se describen en http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=time-dilation

W. v. Ignatowsky, Phys. Zeits. 11 (1911) 972. Una más reciente exposición que gratis en línea es Palash B. Pal, "Nada sino la Relatividad, el" (2003) arxiv.org/abs/physics/0302045v1

Pal, http://arxiv.org/abs/physics/0302045

3voto

Willbill Puntos 1246

No tengo idea de si los científicos hubieran imaginado la relatividad de consideraciones teóricas solos. Pero sí sé que, si no hubieran desarrollado hace un siglo, que estarían haciendo así que ahora, con el impuesto pagador en su espalda. El contribuyente estaría con ganas de saber por qué son no puede haber decente relojes para mantener la hora exacta en el bord Los satélites GPS, después de gastar miles de millones para poner en su lugar.

Ahora, esto no es exactamente la respuesta a la pregunta ya que no habría GPS sin necesidad de comunicación de radio, por lo tanto las ondas electromagnéticas. Pero Yo supongo que todavía está en el espíritu de la pregunta ya que la luz no juega un papel esencial en el problema al que se enfrentan.


Ya estoy votada abajo, voy a tratar de explicar. Me gustaría apreciar la downvoter para explicar por qué él no está de acuerdo con mi inicial respuesta. Al menos eso podría enseñarme algo (y posiblemente otros).

En la mayoría de los casos, los científicos trabajan en un problema, en una nueva teoría, porque hay un fenómeno que no puede explicar, que al parecer fue el caso de la relatividad especial. Posiblemente también se puede unificar el conocimiento existente, que parece ser el caso de la relatividad general.

Así que me preguntaba qué podría motivar a las personas que no experimentan con la luz, o los que no saben lo suficiente para ser capaz de medir su velocidad.

Otro fenómeno de gran importancia debido a la relatividad es la diferencia en la hora local.

Mi punto es que el GPS depende extremadamente precisa sincronización, así como para tener un conocimiento preciso de la posición de los satélites, con el fin de dar posicionamiento preciso en la tierra. Y SR y GR afectar el tiempo en la junta de satélites (véase Time_dilation en la wikipedia). http://en.wikipedia.org/wiki/Time_dilation una vez me miró en el cálculo, pero todo lo que recuerdo es que sin relativista corrección, el tiempo de la variación de la cantidad de errores de varios metros por año (tal vez por mes). Y pudo ser peor si SR y GR no tienen efectos opuestos.

Para las personas que no saben sobre el tiempo de dilatación, el efecto de la relatividad de satélite relojes sería visto como un mal funcionamiento. (He leído que esto es precisamente lo que el CMB parecía en un primer momento: mal funcionamiento de la antena)

Ahora, si el uso de la radio para la comunicación, deben ser excluidos. Allí han sido varios experimentos que miden el tiempo de dilatación en la tierra, como se nota por @Ben Crowell. Tomando un reloj en un satélite y trayendo de vuelta también funciona. Que es probablemente lo habría intentado con una copia de la "mal funcionamiento" del GPS reloj. El interés de los GPS caso es que ahora se considera un común aparato por la mayoría de la gente, que todavía se sorprenden al saber que su funcionamiento consiste en la relatividad de una manera significativa.

Pero diciendo la relatividad puede ser derivada a partir de consideraciones teóricas por sí sola no es una respuesta, si usted no va a proporcionar a los experimentos que se mostrar que sí hace una diferencia. Y si no facilita dicha los experimentos, a continuación, que bien podría ser el original de contraste entre la experiencia y la teoría que motivan el desarrollo de una nueva teoría. Alternativamente, la nueva teoría debe ser al menos un unificación de las teorías existentes. Pero lo que debería ser en el caso de SR (puede haber perdido el punto de que algunas explicaciones técnicas de los posts anteriores).

Otro punto es que el pensamiento de Einstein sobre el tema fue al parecer, también condicionado por su trabajo en el tiempo en la Suiza de patentes de la oficina. He leído que la sincronización de reloj para estaciones de ferrocarriles fue entonces un tema importante, y el tema de muchos de patentes aplicaciones. Los ferrocarriles eran todavía nuevo. Y Eistein que supuestamente era el experto en tales paptents.

Por último, un desarrollo interesante en esto es que el trabajo científico de Leslie Lamport en equipo distribuido de sistemas (ver web). La sincronización de los relojes y los eventos de citas es importante en una variedad de aplicaciones de la computación distribuida. Los especialistas habían desarrollado diversos (equivalente) axiomatizations del problema, sino la falta de comprensión fundamental de su justificación. Lamport justificado estos axiomas por un físico análisis del problema, lo que equivale a un salto cualitativo de la versión de la la teoría de la relatividad, a la que se refirió expresamente.

Así, es posible que si los físicos no se había desarrollado la teoría de la de la relatividad, el equipo de científicos podría haber hecho lo mismo, en cierta medida, al menos cualitativamente.

De hecho, si la gente no tiene ondas electromagnéticas, se habría no tiene radio, y por lo tanto se podría confiar mucho en transporte físico que aumentaría la importancia de la sincronización de reloj problemas. Lo cual nos trae de vuelta a el trabajo de Einstein en la oficina de patentes Suiza.

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