¿Por qué dice Einstein que surgen contradicciones al tratar el campo EM como líneas de fuerza?

EDITAR : he incluido el contexto de la cita que me interesa, ya que la gente parece estar tan desconcertada por la cita de Einstein como yo:


En un discurso de 1920, Einstein dice esto:

Piense en las olas en la superficie del agua. Aquí podemos describir dos cosas completamente diferentes. O podemos observar cómo la superficie ondulatoria que forma el límite entre el agua y el aire se altera con el transcurso del tiempo; o bien, con la ayuda de pequeños flotadores, por ejemplo, podemos observar cómo la posición de las partículas de agua separadas se modifica en el transcurso del tiempo. Si la existencia de tales flotadores para seguir el movimiento de las partículas de un fluido fuera una imposibilidad fundamental en la física, si, de hecho, nada más fuera observable que la forma del espacio ocupado por el agua a medida que varía en el tiempo, deberíamos no tienen base para la suposición de que el agua se compone de partículas móviles. Pero de todos modos podríamos caracterizarlo como un medio.

Tenemos algo así en el campo electromagnético. Porque podemos imaginarnos el campo como formado por líneas de fuerza. Si deseamos interpretar estas líneas de fuerza para nosotros mismos como algo material en el sentido ordinario, estamos tentados a interpretar los procesos dinámicos como movimientos de estas líneas de fuerza, de modo que cada línea de fuerza separada se siga a lo largo del tiempo. Es bien sabido, sin embargo, que esta forma de considerar el campo electromagnético conduce a contradicciones.

Generalizando, debemos decir esto: Puede suponerse que hay objetos físicos extensos a los que no se puede aplicar la idea de movimiento. No se puede considerar que consten de partículas que permitan ser rastreadas por separado a través del tiempo. En el lenguaje de Minkowski, esto se expresa de la siguiente manera: No toda conformación extendida en el mundo de cuatro dimensiones puede considerarse compuesta de hilos de mundo. La teoría de la relatividad especial nos prohíbe suponer que el éter consiste en partículas observables a través del tiempo, pero la hipótesis del éter en sí misma no está en conflicto con la teoría de la relatividad especial. Solo que debemos estar en guardia para no atribuir un estado de movimiento al éter. ( http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Extras/Einstein_ether.html )

He visto muchas animaciones haciendo exactamente esto, representando las líneas de fuerza cambiando a través del tiempo. Por ejemplo: https://www.youtube.com/watch?v=VdoL8IOwJw0 (vaya al final del video o mire los minutos 1:53-2:08, 7:31-7:48)

¿Cuáles son las contradicciones de las que habla Einstein aquí?

Supongo que es algo sobre la radiación. En el video no vi líneas de fuerza, podrías señalar el minuto exacto.
Hola @jinawee, agregué minutos para mirar.
Bueno, en esos casos no hay aceleración. Por lo tanto, no hay radiación.
No sé a qué te refieres. ¿Estás diciendo que cuando pensamos en el campo EM como líneas de fuerza que viajan a través del tiempo, no hay aceleración? ¿O estás diciendo que no hay aceleración en el video que di como ejemplo de juguete?
Estoy diciendo que el video muestra corriente pasando por un cable. Eso significa velocidad constante → sin aceleración → sin radiación. Creo (no estoy seguro) que si hubiera radiación (ondas electromagnéticas), las líneas de fuerza serían inexactas.
Ok, mi tiempo se equivocó por 5 segundos. En lugar de 1:48 debería haber escrito 1:53. Sin embargo, mi sincronización fue correcta en el primer y tercer ejemplo que di. Pero en cualquier caso, ¿cómo es posible que la presencia o ausencia de aceleración en un solo video (realizado por un animador en un cubículo) tenga algo que ver con el comentario de Einstein? Podría dar otros ejemplos de video y texto de líneas de campo que se mueven a través del tiempo.
Puede ser que la cita se trate de rayos de luz ópticos, que llevan impulso y pueden proporcionar fuerza en el impacto. Los campos son eléctricos o magnéticos, por lo que dos fuerzas diferentes. El video muestra cómo la eléctrica genera magnética y la magnética eléctrica trazando los caminos cerrados.

Respuestas (1)

Es porque los campos magnéticos y eléctricos se transforman entre sí dependiendo de su marco intertial y, por lo tanto, las líneas de campo no son una propiedad intrínseca invariable del espacio.

En un cuadro, podría tener una región donde solo hay un campo magnético uniforme B , de modo que cualquier carga estacionaria permanece clásicamente en reposo. Sin embargo, visto desde un marco que se mueve normal a la dirección de este campo magnético, los campos ahora se convierten en:

mi = γ V × B , B = γ B

En este marco, una carga estacionaria ahora será acelerada por el campo eléctrico. mi .

+1 para la respuesta, pero podemos estar seguros de que es así de simple: quiero decir, esta es una pregunta de historia, entonces, ¿tiene alguna otra cita de Einstein que respalde esta respuesta? Al leer más aquí (la cita del OP se encuentra en la parte inferior de la página 8), parece que su respuesta probablemente sea lo que él quiere decir.
@WetSavannaAnimalakaRodVance Puedo recordar haber leído a Feynman en alguna parte dando un argumento similar: el modelo de líneas de campo magnético como engranajes y ruedas dentadas, tensiones, etc. en el medio en un cuadro, pero luego desaparecen en otro cuadro.
John, gracias - interesante. Pensé que podría ser como dijiste, pero luego un campo tensorial, como un objeto geométrico cuya "forma" varía con la posición en el espacio-tiempo, no me parece muy diferente en carácter de las líneas de campo, pero luego miramos estos cosas casi cien años después del hecho.
Sí, estoy seguro de que esta es la respuesta. Es muy claro en retrospectiva. Einstein habló sobre estas dificultades en su artículo de 1905, en particular, el problema del conductor y el imán en movimiento ( en.wikipedia.org/wiki/Moving_magnet_and_conductor_problem ). Entonces, las "conocidas contradicciones" son uno de los principales impulsores de su teoría original. También he visto a Feynman decir algo similar, sobre cómo desaparecen y reaparecen los campos. ¡Gracias por aclarar eso!