Relatividad especial: ¿por qué mover marcos de referencia?

La idea de que un marco de referencia (RF) se mueve en relación con otro es extremadamente contraintuitivo para mí. ya que siempre pienso que si una cosa se mueve y la otra está estacionaria, entonces comparten una RF estacionaria común, mientras que una cosa en sí misma se mueve físicamente en relación con esa RF. por lo tanto, no veo ninguna razón para crear dos RF separados. ¿Hay alguna ventaja en considerar mover RF en lugar de mover objetos físicos?

Puedes considerar el marco de referencia como un cuadro grande, si te sirve de ayuda. Me imagino que es una interpretación común de la idea.
no precisamente. Permítanme reformular mi pregunta: ¿RF es lo mismo que un conjunto de coordenadas? Si es así, ¿por qué tenemos dos RF separados, uno para objetos en movimiento y otro para objetos estacionarios? ¿No podemos simplemente usar un RF para describirlos a todos? En un papel normal, todo lo que necesito hacer para describir los puntos es usar las coordenadas cartesianas, ¿no? Entonces, un objeto en movimiento tendría un vector de velocidad, no una RF en movimiento separada. Si, por otro lado, RF no es equivalente a coordenadas, ¿entonces qué es?
Hablamos de diferentes marcos de referencia porque las 'cosas' pueden aparecer diferentes en diferentes marcos de referencia inerciales. Usar solo un marco de referencia no es suficiente porque, por ejemplo, algunas cantidades físicas de un objeto solo se conocen en el marco de reposo de ese objeto.
Pero no usamos diferentes RF si me siento en el sofá viendo la televisión y tú vas a correr una carrera de 100 metros, ¿verdad?
No sería necesario porque las personas no pueden moverse a velocidades relativistas con sus propios pies. ¿Puede aclarar su pregunta original de nuevo?

Respuestas (3)

¿Hay alguna ventaja en considerar mover RF en lugar de mover objetos físicos?

Recuerde la caracterización de W. Rindler:

" Un marco inercial es simplemente un conjunto infinito de partículas puntuales que se encuentran inmóviles en el espacio entre sí " .

Los marcos de referencia en general deben considerarse como conjuntos de objetos físicos identificables (quizás idealizados y solo hipotéticos) (también conocidos como " puntos materiales " , "observadores", "participantes") que son (pensados ​​como siendo) (principalmente) capaces de determinar sus relaciones geométricas entre sí, y (secundariamente) registrar e informar sus encuentros (de paso) con participantes que pertenecen a otros marcos de referencia.

Por lo tanto, si es intuitivo para usted que los objetos físicos pueden estar moviéndose wrt. entre sí, ya tiene la intuición de que los constituyentes de (diferentes) marcos de referencia pueden estar moviéndose. entre sí.

Si lo entendí correctamente, la idea de mover marcos de referencia le parece contraria a la intuición porque siente que hay un marco de referencia que es "realmente" "verdaderamente" estacionario, y si otras cosas se mueven en este RF, son "verdaderamente". " en movimiento, de lo contrario están "verdaderamente" en reposo.

Imagina que estás en una nave espacial en algún lugar profundo en el espacio. ¿Cómo puedes saber si tu nave espacial se mueve o no? Puedes medir distancias a las estrellas, pero las estrellas se mueven solas. Algunos de ellos se están acercando a ti, otros más lejos. Te sientes como si estuvieras en reposo. Para describir lo que sucede en su nave espacial, es muy conveniente usar RF donde su nave espacial está en reposo. De acuerdo.

Y de repente otra nave espacial vuela cerca. El habitante de la otra nave espacial usa RF en la que SU nave espacial está en reposo.

Y no hay forma de saber qué RF es mejor.

El habitante del otro barco describe algún proceso que tiene lugar en su barco usando su radiofrecuencia favorita. Como "hay una pelota saltando en un piso, 1 salto por segundo". Y si realmente desea describir este proceso en su RF, no tiene más remedio que tomar la descripción del proceso en el RF que cree que se está moviendo y traducir esta descripción al RF que más le guste.

Si esto es. Creo que la confusión del OP es que en la Tierra hay un marco de referencia natural (es decir, el marco de la Tierra/'el marco del laboratorio'). Pero como cuestión de teoría no lo hay.

Un RF no es lo mismo que un conjunto de coordenadas globales (universalmente acordadas). Puedo estar moviéndome en mi propio conjunto de coordenadas, midiendo ambos objetos dentro de mi nave espacial y haciendo observaciones astronómicas fuera de mi nave. Puedo elegir cualquier sistema de coordenadas que quiera y siempre se moverá conmigo, siempre estaré en su origen.

Si yo puedo hacer eso, entonces también puede alguien más, yendo en la dirección opuesta, con ellos mismos en el origen de su sistema de coordenadas elegido, que se mueve junto con ellos.

Así que no hay un sistema de coordenadas general para ambos, la misma idea ya que no hay medidas absolutas de espacio y tiempo en las que ambos estemos de acuerdo.

Pero usando la transformación de Lorentz, podemos conciliar las medidas de cada uno, porque las leyes físicas son absolutas , aunque las medidas de espacio y tiempo son diferentes para los observadores en diferentes marcos de referencia.