Las leyes físicas son invariantes independientemente. Puede ser un marco inercial y también un marco no inercial. Ahora es el caso de que no puede hacer ningún experimento en un marco de referencia inercial para probar si está en movimiento, pero ese es un tema aparte.
Incluso cuando tiene un marco de referencia acelerado y prueba para ver que se está moviendo, las leyes de la física siguen siendo invariantes. Da la casualidad de que te estás mudando. Todavía confía en la naturaleza invariable de las leyes; de lo contrario, no podría probar si se está moviendo o no. Me pregunto por qué Einstein no dijo simplemente todos los marcos de referencia y dejó de lado la inercia. ¿Fue quizás porque estaba abordando marcos inerciales en esta teoría?
Uno tiene que definir qué es la física y qué es una "ley" en la física, primero:
La física es la disciplina científica que estudia las observaciones y medidas en la naturaleza, y busca modelos matemáticos que se ajusten a los datos y las observaciones y también, esto es importante, prediga nuevos datos y observaciones. (De lo contrario, si no es predictivo, es solo un mapa de los datos y las observaciones). La física utiliza las matemáticas como herramienta, y los modelos se denominan teorías.
Una ley, principio, postulado en una teoría de la física es un enunciado axiomático, que recoge aquellas soluciones del modelo matemático que son predictivas de nuevos datos. Si las predicciones son incorrectas, la teoría se falseó y se debe encontrar un modelo nuevo o mejorado.
Entonces, es el uso de las leyes axiomáticas de la relatividad especial y la ley axiomática de la velocidad de la luz lo que permite que la relatividad especial sea predictiva en todos los marcos. (La relatividad general tiene diferentes "axiomas", sus principios; en el límite de masas/energías bajas se reduce a la relatividad especial).
Y por supuesto postulados, principios y leyes dependen de la definición de los términos utilizados.
El marco inercial se define como: " Un marco de referencia inercial es un marco de referencia en el que un cuerpo en reposo permanece en reposo y un cuerpo en movimiento se mueve a una velocidad constante en línea recta a menos que una fuerza externa actúe sobre él".
Entonces debes ver que "las leyes físicas son invariantes independientemente". marco de referencia no puede ser correcto si las leyes dependen del marco de referencia?
Después de todo, un marco de aceleración hace que un cuerpo en reposo se mueva, por lo que no es lo mismo que un marco de inercia. Se necesitan funciones adicionales para describir su movimiento no dado por las leyes dentro del marco. Las leyes dependen del marco por construcción.
Es la definición que le das a la palabra "ley" lo que es diferente de la forma en que las usan las teorías físicas. Una ley/axioma que declara: "Las leyes de la física toman la misma forma en todos los marcos de referencia inerciales" no puede extenderse a marcos no inerciales si la teoría es correcta. Y la relatividad especial no ha sido invalidada por ninguno de los experimentos que podrían invalidarla.
El primer postulado es una declaración del principio de relatividad , tal como lo articuló por primera vez Galileo.
Hay un sentido en el que la física es invariante con respecto a los cuerpos de referencia arbitraria. En el peor de los casos, solo está utilizando diferentes formas superficiales de lo que son fundamentalmente los mismos principios físicos. Solo hay una realidad objetiva, y los objetos no inerciales también la ocupan. Sin embargo, no hay contenido físico real en este hecho, más allá de la idea básica de que la ciencia describe un mundo real. En su mayoría, es solo una declaración sobre la consistencia interna de las matemáticas. El principio galileano de la relatividad es una fuerte restricción real sobre lo que se puede determinar experimentalmente y cuáles pueden ser las leyes físicas. Es un hecho sorprendente y no obvio sobre nuestro mundo que el movimiento lineal relativo a las estrellas fijas no se puede detectar localmente en un laboratorio (sin mirar por las ventanas), pero el movimiento de rotación en relación con las estrellas fijas puede ser. Hay una sección interesante sobre esto en elFeynman Lectures (I-16-1, en línea aquí ).
Dado que esto provino del HSM, vale la pena decir que se puede derivar la relatividad especial de muchas maneras a partir de diferentes postulados, pero los postulados de Einstein tenían sentido dada su audiencia en ese momento, porque resumían de manera concisa el dilema que enfrentaban los físicos en ese momento. Por un lado, nadie pudo demostrar una violación explícita del principio de relatividad. Por otro lado, la velocidad medida de la luz parecía ser independiente de todo lo demás. Hay un atractivo retórico al decir, en efecto, "en lugar de tratar de reconciliar estos hechos con un modelo preexistente del mundo, supongamos que son ciertos (ya que aparentemente lo son) y veamos a dónde nos lleva eso".
(La medida en que realmente derivó la relatividad especial de esos postulados es discutible. Como mínimo, también dependió de una gran cantidad de intuición física, aunque lo mismo es cierto para los postulados y pruebas de Euclides).
Como otra nota histórica, Einstein introdujo más tarde un "principio general de la relatividad" que se supone que generaliza el principio de Galileo a marcos de referencia arbitrarios. Se ha quedado en gran medida en el camino por la razón que mencioné anteriormente: a diferencia del principio de Galileo, en realidad no tiene ningún contenido físico. Tal vez en el futuro, cuando entendamos cómo llegó a ser que el movimiento de rotación es detectable y el movimiento lineal no, regresará como una descripción de una simetría subyacente de la física que se rompe en nuestro vecindario cósmico. Pero aún no hemos llegado.
jon custer
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