¿Es "la tierra se mueve alrededor del sol" un caso de la navaja de Occam?

Esta pregunta es un poco más meta y no directa de lo que podría parecer a primera vista.

Hace poco vi Por qué la velocidad de la luz es inconmensurable , que en realidad trata sobre por qué la velocidad de la luz no se puede medir en un solo sentido, sino solo para el viaje de ida y vuelta, y sobre la convención respectiva para decir que el tiempo de ida y vuelta dividido por dos es el tiempo de ida.

Ahora bien, si no tenemos un punto de referencia se podría pensar que no somos capaces de decir si la tierra se mueve alrededor del sol o el sol alrededor de la tierra.

https://physics.stackexchange.com/a/10936/131815 explica si asumimos que la tierra se mueve alrededor del sol, podemos trabajar con las leyes de Newton (lo cual es bueno). Si asumimos que el sol se mueve alrededor de la tierra, no podemos usar las leyes de Newton. Ahora, podríamos imaginar que otro conjunto de leyes, mucho más complicado, podría describir los fenómenos que las leyes de Newton no podrían explicar bajo el supuesto de que "el sol se mueve alrededor de la tierra".

¿Es un caso de usar la navaja de Occam para ir con Newton y "la tierra se mueve alrededor del sol"?

Respuestas (3)

Sí. Los modelos geocéntricos del sistema solar, como el sistema ptolemaico, requerían mecanismos geométricos muy complicados y ad-hoc para explicar los movimientos observados de los planetas. Las leyes del movimiento planetario de Kepler , que introdujeron órbitas elípticas con el sol en uno de los focos, fueron una enorme simplificación. La ley de gravitación universal de Newton mostró entonces que las tres leyes de Kepler eran consecuencia de una sola ley fundamental, que también explicaba otros fenómenos, como el movimiento de la luna, las órbitas de las lunas de Júpiter y las mareas. En cada caso se explicaron más observaciones con menos suposiciones.

No creo que esté directamente relacionado con la navaja de Occam, este problema está más relacionado con el principio de Mach , aproximadamente establece que

El universo, representado por el movimiento promedio de las galaxias distantes, no parece girar en relación con los marcos de inercia locales.

O

Un cuerpo aislado en otro espacio no tiene inercia.

Al asumir uno de los anteriores, podemos decir si un objeto está rotando o experimentando un movimiento circular (con respecto al movimiento promedio de las galaxias distantes). Pero el principio de Mach está indirectamente relacionado con la navaja de Occam. No es que necesitemos usar la navaja de Occam para todo, si la usamos para un caso general podemos deducir muchas cosas simples de eso.

Por ejemplo, GR (Relatividad General) y la teoría de Brans-Dicke están de acuerdo con nuestros experimentos. Hacer experimentos donde ambos dan resultados diferentes es extremadamente difícil. Pero GR es más simple en comparación con la teoría de Brans-Dicke, por lo que elegimos GR como la teoría principal para la gravitación clásica. La razón por la que elegimos GR es la navaja de Occam. Pero tanto la teoría GR como la de Brans-Dicke asumen el principio de Mach (de hecho, la teoría de Brans-Dicke se desarrolló de tal manera que permite una versión más fuerte del principio de Mach), por lo que ambas teorías dicen que tenemos que verificar el movimiento de un objeto con respecto al movimiento promedio de galaxias distantes. Puede haber teorías más complicadas que estas 2 que no aceptan el principio de Mach, pero elegimos la más simple que es GR. Entonces, después de asumir GR, podemos '

No se necesita la navaja de Occam para explicar algunas situaciones específicas, se necesita para explicar las leyes fundamentales del universo.

¿Es un caso de usar la navaja de Occam para ir con Newton y "la tierra se mueve alrededor del sol"?

Sí, sin embargo, hay una gran advertencia.

La navaja de Occam dice que si dos teorías se ajustan a los datos por igual, entonces es preferible la teoría más simple. En este caso, hay dos teorías principales de la gravedad: la gravedad newtoniana y la relatividad general. Las dos teorías no se ajustan igualmente bien a los datos en general, por lo que, en general, no se puede usar la navaja de Occam para elegir la gravedad newtoniana.

Solo puede hacerlo en los casos específicos en los que las diferencias entre los dos son demasiado pequeñas para importar. Afortunadamente, esto incluye muchos escenarios, como el lanzamiento de satélites en órbita o el envío de cohetes a la luna u otros planetas. No incluye otros casos como la predicción de la precesión de Mercurio en el futuro lejano, la velocidad de los relojes a diferentes altitudes y velocidades, el tiempo de retardo de los pulsos de radar enviados a planetas distantes, lentes gravitacionales, etc.

Esto es importante para su pregunta porque si bien la gravedad newtoniana se basa en marcos de inercia donde la tierra se mueve alrededor del sol (o más bien el baricentro), resulta que GR está perfectamente satisfecho con los sistemas de coordenadas donde el sol se mueve alrededor de la tierra.

¿Está diciendo que, según GR, decir "la tierra se mueve alrededor del sol" y "el sol se mueve alrededor de la misma" expresa exactamente lo mismo y, por lo tanto, ambos son "verdaderos"? ¿Al igual que decir "2 es menor que 3" es lo mismo que decir "3 es mayor que 2"? (Y dado que GR es más general / preciso y, por lo tanto, "más correcto", ¿así es como debería pensarlo?)
@ Make42 "La tierra se mueve alrededor del sol" y "el sol se mueve alrededor de la tierra" son declaraciones que describen la misma física utilizando dos sistemas de coordenadas diferentes. Las leyes de la gravedad en GR (las ecuaciones de campo de Einstein) toman la misma forma independientemente del sistema de coordenadas. Tu 2<3 o 3>2 es una forma de pensarlo. Otra forma de verlo es que la dirección que yo llamo "izquierda" puede ser la dirección que tú llamas "derecha".
Ok, lo considero como un "sí" a mi pregunta ;-), ¿no? Los "diferentes sistemas de coordenadas" se trata de una referencia, así como en "2 < 3", el 3 es la referencia y en "3 > 2", el 2 es la referencia, pero la referencia es seleccionable sin pérdida de verdad. Según tengo entendido, decir que "el sol gira alrededor de la tierra" sería simplemente incorrecto en un modelo de Newton.