¿Realmente no podemos saber si nos estamos moviendo?

Ha pasado un tiempo desde que pensé en la física, sin embargo, recuerdo algo sobre cómo si estás en un tren sin ventanas que va perfectamente recto y es perfectamente suave, no hay ningún experimento que puedas realizar para probar que estás en movimiento o en reposo. Así que tengo un par de preguntas relacionadas con esto.

  1. ¿Se sigue sosteniendo que esto es cierto? Me preguntaba si algo en la física ha salido a la luz desde que me enteré de esto (hace unos 10 años) que permitiría a un observador en el tren saber si se están moviendo.

  2. Si esto es cierto, ¿por qué no podrías acelerar una partícula en diferentes direcciones hasta una determinada masa y medir cuánta energía se necesita para alcanzar esa masa? Si te estuvieras moviendo en cualquier dirección, ¿no medirías menos energía en tu dirección de viaje?

  3. ¿Tener un observador externo afectaría de alguna manera el experimento antes mencionado?

No entiendo muy bien lo que quieres decir con "¿Todavía se considera que esto es cierto?" ¿Está preguntando sobre la posibilidad de que la validez de esa declaración cambie de alguna manera con el tiempo? ¿O está preguntando si las teorías actualmente aceptadas dicen que la simetría se rompe bajo ciertas circunstancias?
@Chair Me preguntaba si algo en física ha salido a la luz desde que me enteré de esto (hace unos 10 años) que permitiría a un observador en el tren saber si se están moviendo.
@CumminUpo7 AFAIK, no. Pero tal vez podría hacer la pregunta 1 un poco más específica al incluir las cosas de su comentario.
Escuché que los humanos solo pueden percibir la aceleración y la desaceleración, pero no la velocidad. Es por eso que no podemos sentir la rotación y la órbita de la Tierra y, por lo tanto, los que están en el espacio tampoco pueden decir que se están moviendo. Si estuvieras en un barco o en un avión, y el agua o el aire estuvieran tranquilos y en calma, no habría sensación de movimiento lateral en el sistema vestibular.

Respuestas (1)

Sí, se sostiene que es cierto, tanto en la relatividad galileana como en la einsteiniana.

Si hicieras el experimento que describiste, descubrirías que no había diferencia basada en la dirección en la energía que se necesitaba para acelerar algo a una velocidad determinada.

Si hubiera un observador en comparación con el que te estás moviendo, entonces, a medida que las velocidades se acercan a la de la luz, observarían cosas diferentes a las que tú observarías. Perfectamente simétrico, si los observaras haciendo los mismos experimentos, diferías acerca de las cosas de la misma manera que ellos, porque ninguno de los dos tiene ninguna base para suponer que se encuentra en un "marco de reposo" privilegiado, ya que tal cosa no existe ( *). En particular, usted y el observador diferirán en cuanto a longitudes y tiempos de tal manera que las leyes de la física sean las mismas para ambos.

La forma en que difieren en lo que observan a medida que se acercan las velocidades C se describe mediante la relatividad especial, y es exactamente este tipo de reconciliación entre todos los observadores que miden la velocidad de la luz para que sea la misma en todas las direcciones y los observadores que se mueven entre sí lo que dio origen a esta teoría.

(*) No existe un marco de descanso privilegiado según las mejores teorías que tenemos , teorías que han sido ampliamente probadas. Esto no significa que sea absolutamente imposible que alguien descubra que, de hecho, existe, pero esto parece absurdamente improbable.

Re, "... un observador comparado con el que te estás moviendo... observaría cosas diferentes a las tuyas..." Pero, en cualquier caso, la versión de cada observador de los eventos y medidas sería totalmente consistente con las leyes conocidas de física.
Me doy cuenta de que acelerar algo a una velocidad dada sería lo mismo, por eso me preguntaba si acelerarlo a una masa dada. Porque en relación con cualquier cosa en el exterior del tren, la partícula se movería más rápido en su dirección de viaje y, por lo tanto, tendría una masa más alta en su dirección de viaje, aunque la velocidad medida fuera la misma.
@CumminUp07, Sí. En relación con un observador que está parado al lado de las vías, las longitudes, las masas y los intervalos de tiempo parecerían ser diferentes de lo que mides a bordo del tren. Esas diferencias son necesarias para mantener el Principio de la Relatividad, que dice que ambos deben ver que el experimento obedece a las mismas leyes de la física. Pero para ti, a bordo del tren, si no miras por la ventana, no tienes forma de saber que hay un observador externo o que te estás moviendo con respecto a ese observador.
@jameslarge Gracias, creo que lo que me faltaba era que diferentes observadores pudieran medir las masas de manera diferente, pero eso tiene sentido ahora.
@jameslarge: sí, por supuesto. He editado mi respuesta ligeramente para agregar esto explícitamente.
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