Dado el 1er Postulado de SR, ¿no es evidente el 2do Postulado? [duplicar]

He estado buscando posibles duplicados de esta pregunta y aún no he encontrado ninguno.

entonces, usando Wikipedia como fuente textual:

  1. El principio de la relatividad: las leyes por las que los estados de los sistemas físicos experimentan cambios no se ven afectadas, ya sea que estos cambios de estado se refieran a uno u otro de dos sistemas en movimiento de traslación uniforme entre sí.

  2. El principio de la velocidad de la luz invariable: "... la luz siempre se propaga en el espacio vacío con una velocidad definida [velocidad] C que es independiente del estado de movimiento del cuerpo emisor" . Es decir, la luz en el vacío se propaga con la velocidad C (una constante fija, independiente de la dirección) en al menos un sistema de coordenadas inerciales (el "sistema estacionario"), independientemente del estado de movimiento de la fuente de luz.

entonces, ¿ no es el caso que los observadores en "uno u otro de dos sistemas en movimiento de traslación uniforme entre sí" tienen el mismo ϵ 0 y m 0 ? si no lo hacen, eso contradice la premisa del 1er Postulado.

Simplemente no puedo ver cómo el segundo postulado no es redundante. proviene directamente de la 1ª y de las conocidas leyes de la física que preceden a la SR.

Verás, no se trata solo de luz y C y ϵ 0 y m 0 . son todas las otras leyes de la física y los parámetros que vienen con estas leyes. es decir, cada marco de referencia inercial tiene la misma constante de Planck, ℏ , misma constante gravitacional, GRAMO , y misma carga elemental mi . si los marcos de referencia no tuvieran los mismos valores, violaría el 1er Postulado, pero eso no violaría el 2do Postulado ya que eso está restringido a C .

ok, he encontrado esta pregunta anterior que es la misma. pero las respuestas que contiene no convencen. He respondido allí, pero me gustaría ver que esta pregunta se retome de una forma u otra.
hola roberto El curso de acción apropiado sería ofrecer una recompensa por la pregunta duplicada . Por ejemplo, esto se acaba de hacer para la pregunta ¿ Cómo se comporta la luz dentro del horizonte de eventos de un agujero negro? ¡y duplicó el número de respuestas!
Descubrí el duplicado. Estoy considerando tu primera sugerencia, @JohnRennie. Desearía tener más representantes para gastar. siendo un EE, tengo mucho más representante en el sitio de procesamiento de señales y una vez lo gasté en una pregunta. No me siento muy rico aquí.
El punto es que la relatividad galileana con una velocidad infinita de la luz satisface el primer postulado. Por lo tanto el primer postulado no implica el segundo.
@robertbristow-johnson Intente convertir su pregunta en una pregunta específica sobre lo que realmente le preocupa. Por ejemplo, podría preguntar por qué tenemos una teoría separada llamada SR en lugar de simplemente aplicar el primer principio a Maxwell, y algunos dirán que eso es lo que hizo Einstein, y escribiré que obtenemos una teoría independiente si tiene una velocidad invariable porque entonces puede usar eso incluso en dominios donde Maxwell no es preciso, como en las teorías cuánticas.
sí, @Timaeus, eso es lo que quiero decir. ecuaciones de Maxwell. preceder a SR. ecuaciones de Maxwell. son una de las muchas "leyes de la física" que deben ser exactamente las mismas para cada observador inercial.
"El punto es que la relatividad galileana con una velocidad infinita de la luz satisface el primer postulado. Por lo tanto, el primer postulado no implica el segundo". pero la física en la época de Einstein no tenía un infinito C , pero una velocidad de la luz que es 1 ϵ 0 m 0 . Michaelson-Morley dice que no hay evidencia de un medio del cual fijar un marco de referencia preferido, es decir, es MM quien dice C es inmutable con diferentes velocidades del marco de referencia del observador. estos hechos físicos existen antes del SR. aplicar el 1er postulado a estos es suficiente.
@robertbristow-johnson MM no pudo encontrar evidencia de que la tierra se movía con respecto al éter. Es exactamente Einstein quien dice que deberíamos prescindir del éter por completo y cambiar de la Relatividad Galileana a la Relatividad específica que tiene una velocidad invariante finita que es la velocidad C . Esto nos permite promover la electrodinámica de una teoría sobre un medio a una ley física que se cumple en cualquier marco. Y nuevamente, otras opciones eran posibles y cuando la electrodinámica clásica fue refutada experimentalmente , no descartamos SR y el reemplazo, QED, también lo usó.

Respuestas (1)

Si crees seriamente que el segundo principio es evidente, entonces a Galileo se le debe atribuir el descubrimiento de la relatividad especial.

El segundo principio básicamente afirma que las leyes del electromagnetismo son leyes físicas válidas en todos los marcos, no solo leyes que se cumplen en el marco de un medio. Y dado que esa era una vista real en ese entonces, era necesario y debe decirse.

Y realmente, al incluir explícitamente el segundo postulado, puede calcular las consecuencias sobre el tiempo y el espacio en relación con los observadores, incluso si luego descubrimos que Maxwell debe cambiarse, por ejemplo, reemplazarse con electrodinámica cuántica.

Incluso puede reemplazar la palabra luz en el segundo principio siempre que haya una velocidad invariable y la llamemos C entonces la relatividad especial puede hacer predicciones incluso si resulta que no hay vacío para que las cosas se muevan a la velocidad perfecta C .

Como respuesta más corta: la relatividad especial es una teoría específica con sus propias predicciones específicas, teoría sobre una velocidad invariable hecha para manejar avances más allá de Maxwell, como la electrodinámica cuántica, sin tener que cambiar sus propias predicciones.

"El segundo principio básicamente afirma que las leyes del electromagnetismo son leyes físicas válidas en todos los marcos, no solo leyes que se mantienen en el marco de un medio. Y dado que esa era una vista real en ese entonces..." "una vista real en ese entonces " no significa una ley de la física en ese entonces. ¿Michaelson y Morley no precedieron a Einstein por 18 años?

Galilieo usó el principio de relatividad (el primer principio) cientos de años antes que Maxwell. ¿Maxwell hizo SR? No, Maxwell escribió ecuaciones que la gente pensaba que solo se mantenían en un marco particular, el marco del éter.

Entonces, ¿qué pasa con Michaelson-Morley? ¿Inventaron el SR? No. Intentaban detectar el movimiento de la Tierra a través del éter y no pudieron detectar tal movimiento. ¿Esto hizo que la gente pensara que el tiempo era relativo? No. Hizo que la gente pensara que la Tierra estaba arrastrando el éter con ella.

Einstein hizo RS. Y aún quedaban otras opciones. Algunas personas estaban considerando que la mayoría de los objetos están hechos por equilibrios de fuerzas electromagnéticas y que en realidad podrían volverse más pequeños cuando se mueven en relación con el marco que sostiene Maxwell. Entonces, la contracción de Lorentz no tuvo que interpretarse como un espacio-tiempo, podría haber sido sobre objetos que se mueven en relación con un marco fijo.

Que es una excelente manera de enseñar relatividad, usando dodgeball.

En algún marco fijo podríamos tener algunos t , X , y , y z y podría imaginar un montón de dispositivos portátiles que pueden registrar internamente posiciones y tiempos en ese marco y cada uno de los dispositivos podría calcular

v s 2 Δ τ 2 = v s 2 Δ t 2 − Δ X 2 − Δ y 2 − Δ z 2
para algunos fijos v s (la velocidad de un dodgeball en ese marco, pero podría ser cualquier velocidad de señalización fija, como la velocidad del sonido en un atvrest medio en el marco fijo) e informar los resultados v s 2 Δ τ 2 = v s 2 Δ t 2 - Δ X 2 - Δ y 2 - Δ z 2 . En particular, podrían reportar un total acumulado de τ registrados a lo largo del camino que toman en el espacio y el tiempo.

Ahora podrían usar objetos que viajan a gran velocidad v s comunicar. Por ejemplo la velocidad v s podría ser la velocidad del sonido en un medio en reposo en ese marco que fijamos al principio, o todos podrían tener la capacidad de lanzar dodgeballs a esa velocidad. Si pasan señales de un lado a otro, incluso podrían definir el tiempo de dodgeball de acuerdo con τ y espacio de dodgeball según v s veces la mitad del tiempo de dodgeball de ida y vuelta necesario para enviar una señal de ida y vuelta.

Primero, notará que cualquier persona en reposo en el marco original tiene su espacio de dodgeball y su tiempo de dodgeball de acuerdo con el espacio y el tiempo reales. Pero que cualquiera que use tiempos de dodgeball ( τ s) y distancias de dodgeball ( v s veces la mitad del tiempo de dodgeball de viaje de ida y vuelta de una señal) establecidos por dispositivos que se mueven inercialmente a ese marco verán efectos extraños como la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud.

Puede obtener toda la relatividad de la simultaneidad del dodgeball, la contracción de la longitud del dodgeball, las transformaciones del dodgeball. Pero todavía hay un cuadro donde los dodgeballs se mueven a gran velocidad. v s pero obtienes una buena simetría.

La buena simetría es que todos piensan que los otros cuadros registran objetos con una longitud reducida de dodgeball. Y que pueden usar exactamente las mismas transformaciones para ir entre cualquier marco si usan la velocidad relativa del balón prisionero (distancia del balón prisionero por tiempo de balón prisionero de un marco inercial en comparación con el otro).

Al menos para cualquier marco que sea inercial en comparación con el marco fijo y que se mueva a una velocidad real menor que v s en relación con ese marco fijo. Entonces obtienes una familia completa de marcos, cada uno puede transformarse en el otro, cada uno puede usar el tiempo de dodgeball, cada uno puede usar la distancia de dodgeball, cada uno tiene un tipo de sincronización y una simultaneidad que es específica del marco, ven la longitud de dodgeball como un marco dependiente cosa. Y todos están de acuerdo cuando algo se mueve a la velocidad de una bola de esquivar. De acuerdo cuando no usan nada tanto el tiempo de dodgeball como la distancia de dodgeball.

Pero en este mundo los dodgeballs solo se mueven a la velocidad real v s en ese marco fijo. Todos los demás están equivocados en que el tiempo de dodgeball no es tiempo y la distancia de dodgeball no es distancia y tienen una noción defectuosa de la simultaneidad basada en pasar dodgeballs de un lado a otro.

Pero si solo usan el tiempo de dodgeball y la distancia de dodgeball, ninguno de ellos puede decir cuál es el que está en el marco inercial fijo.

Y ahí es donde realmente entra la relatividad. Primero estableces que hay un tipo diferente de simetría, una que permite una velocidad invariable. En el límite donde la velocidad es infinita se obtiene la relatividad galileana. Y la velocidad podría ser cualquier cosa, podría ser la velocidad de la luz o la velocidad del sonido en un medio donde el sonido es rápido o lento.

Luego argumenta que cualquier marco es tan bueno como el verdadero marco inercial. Y ahí es cuando obtienes un SR (para cualquier velocidad invariante), una teoría con simultaneidad relativa, contracción de longitud, dilatación de tiempo, un grupo de transformaciones que mantienen una velocidad v s invariante.

Y cuando eliges la teoría particular con v s = C entonces obtienes la SR de Einstein. Y lo obtienes incluso si hay dispersión fotón-fotón y Maxwell está equivocado. Lo obtienes incluso si los fotones son masivos y Maxwell está equivocado. Lo obtienes incluso si nunca hay un vacío verdadero y perfecto. Lo obtienes simplemente teniendo una velocidad finita invariante fija.

Lo obtienes al tener un grupo diferente de transformaciones. Pero eso no te decía que el espacio y el tiempo eran extraños, las transformaciones para dodgeball eran solo para dodgeball time y dodgeball space.

Estar abierto a esas transformaciones es clave. Y usar el primer principio de la Relatividad no es suficiente. El hecho de que ningún marco se sienta especial es clave, pero el objetivo es tener una teoría específica que fije una velocidad particular. No tener un montón de teorías diferentes para cada posible ley de la física.

Porque de lo contrario el principio de relatividad no tiene sentido.

Podrías tener una teoría donde la luz viaja a gran velocidad C en un solo cuadro utilizando el tiempo real y la distancia real. Y luego se podría decir que todo el mundo mide el tiempo de dodgeball y la distancia de dodgeball con sus relojes y decaimientos y sus reglas y demás. Y que erróneamente creen que la luz se mueve a gran velocidad C en su marco, solo se mueve a una velocidad invariable de balón prisionero (distancia de balón prisionero por tiempo de balón prisionero).

Tal teoría hace que cada fotograma se sienta igualmente bien (ninguno de ellos puede decir, utilizando el tiempo de dodgeball y la distancia de dodgeball, su velocidad en relación con el fotograma donde sostiene Maxwell), por lo que no viola el primer principio. Pero todavía no es verdaderamente copernicano porque algún marco (pero desconocido) tiene su tiempo de dodgeball de acuerdo con el tiempo real y su distancia de dodgeball de acuerdo con la distancia real.

El punto no es solo hacer que Maxwell describa un medio, es tener una velocidad invariable, y específicamente hacer que esa velocidad sea C .

Es por eso que Einstein no requirió que cada bit de Maxwell se mantuviera, solo que hubiera una velocidad en la que todos estuvieran de acuerdo. Si, por ejemplo, un fotón tiene una masa distinta de cero, entonces C no es la velocidad a la que viaja cualquier haz de luz individual (y no lo es de todos modos, ya que no hay un vacío perfecto), es una velocidad límite e invariable.

El punto es que SR es una teoría completa que predice una velocidad invariante C y funciona para QED (donde Maxwell no es cierto) y funciona para el mundo real (donde nunca hay un vacío perfecto). Podemos usar SR en lugares como QED donde Maxwell está equivocado.

Está diciendo que si fijas una velocidad invariable , la gente no estará de acuerdo en otras cosas como la simultaneidad, y si haces que esa velocidad invariable sea igual a C entonces las leyes como Maxwell pueden ser ecuaciones para cualquier marco inercial en lugar de solo un marco.

lo que no tenía Galileo era el conocimiento de la velocidad finita de la luz. al no tener eso, Galileo no había insistido en que esta velocidad finita fuera la misma para todos los observadores inerciales y en todas las direcciones.
"El segundo principio básicamente afirma que las leyes del electromagnetismo son leyes físicas válidas en todos los marcos, no solo leyes que se mantienen en el marco de un medio. Y dado que esa era una vista real en ese entonces..." "una vista real en ese entonces " no significa una ley de la física en ese entonces. ¿Michaelson y Morley no precedieron a Einstein por 18 años?
@robertbristow-johnson Creo que está fallando por completo en perfeccionar una pregunta específica sobre su preocupación específica con respecto a SR, pero edité mi respuesta de todos modos. Debe darse cuenta de que otras personas no hicieron SR y parece que no reconoce las otras opciones que existían y existen y no parece darse cuenta de que SR está diseñado específicamente para sobrevivir al derrocamiento de Maxwell por la teoría cuántica.
"Creo que está fallando por completo en perfeccionar una pregunta específica sobre su preocupación específica con respecto a la RS", puede pensar eso, y está equivocado. Estoy convencido de que SR es física válida. el fracaso total está en responder la pregunta y en representar la pregunta sin tergiversar al interrogador. Haré otra edición y veré si eso ayuda, pero no estoy particularmente optimista acerca de si ayudará.
@ robertbristow-johnson Siempre que plantee su afirmación de que Galileo no sabía la velocidad si la luz era finita, en realidad trató de medirla experimentalmente, pero sus incertidumbres experimentales eran demasiado grandes para distinguir la velocidad grande pero finita de un velocidad infinita
@robertbristow-johnson Pasé muchos párrafos respondiendo a su último párrafo. El principio de relatividad permite una velocidad invariante. Si esa velocidad es infinita, obtienes la Relatividad Galileana. Si la velocidad invariante es C obtienes SR. Si es un valor diferente, obtienes una teoría diferente de la Relatividad. Solo la opción intermedia permite que Maxwell (que sabemos que es incorrecto) sea una ley invariante de marco (pero aún incorrecta) en lugar de una teoría sobre un medio (un medio que en ese momento podría haberse estado moviendo con la Tierra por lo que sabíamos) . Esto no debería estar claro.
Dado el 1er Postulado de SR, ¿no es evidente el 2do Postulado? [duplicar]
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