¿Se pueden usar las ondas de sonido como una explicación simple de los efectos de la relatividad en STR?

Hay tantas similitudes (efecto Doppler, independencia de la velocidad de la onda de la velocidad de la fuente, etc.). Intente moverse en su automóvil con música y pídale a su amigo que esté afuera que la grabe mientras se mueve hacia él (velocidad de reproducción más rápida + "desplazamiento al azul") y alejándose de él (velocidad de reproducción lenta + "desplazamiento al rojo").

También necesita que la velocidad de la onda sea independiente de la velocidad del receptor. Ahí es donde este modelo se rompe. Alguien que corre hacia un altavoz ve la ola que viene hacia él más rápido que alguien que huye de un altavoz. Esto no es cierto en la relatividad.
También investigué que la velocidad de la señal y la velocidad de la perturbación magnética (es decir, c ) son fenómenos completamente diferentes. La velocidad del sonido está más cerca de la velocidad de la señal (que podría ser incluso 0 o negativa para la luz), creo...

Respuestas (2)

No. En "STR", la velocidad de la luz tiene el mismo valor sin importar cómo se mueva el medidor en relación con cualquier otra cosa. Para las ondas de sonido, la velocidad de la onda se mide en relación con el medio a través del cual viaja la onda.

Considere una fuente de sonido y un receptor en reposo uno respecto del otro. La fuente y el receptor tienen relojes coordinados y han acordado cuándo la fuente emitirá un pulso de sonido. De esa forma el receptor puede medir el intervalo de tiempo entre emisión y recepción y calcular la velocidad del sonido. Si el aire está quieto (sin viento), la velocidad será un valor. Si hay viento, la velocidad medida será diferente. Esto no es cierto de la luz.

Además, la forma matemática del desplazamiento Doppler SR es diferente del desplazamiento Doppler de una onda de sonido, debido a la independencia de la velocidad de la luz.

¿Qué pasa con el clima perfecto, siempre sin viento, y la aerodinámica perfecta del automóvil sin parabrisas (en este caso, no arrastramos un automóvil mediano)?
Δ X / Δ t es constante para la luz sin importar qué tan rápido se mueva la fuente o el receptor. Para el sonido, tendría que ajustar el cálculo de la velocidad relativa de la fuente y el receptor.
¿Podemos tratar Δx como la distancia entre dos crestas? En este caso, nuestro viaje entre dos crestas de ondas de luz en el automóvil será más o menos lo mismo que viajar entre dos crestas de ondas de sonido; cualquier distorsión mientras te mueves junto con la fuente.
Siempre se medirá un pulso de luz para viajar en c, independientemente del movimiento y del marco de referencia de medición. Se puede medir un pulso de sonido para viajar a diferentes velocidades según el marco de referencia.
Estoy empezando a entender esto después de investigar que la velocidad de la señal y la velocidad de la perturbación magnética (es decir, c ) son fenómenos completamente diferentes. La velocidad del sonido está más cerca de la velocidad de la señal (que podría ser incluso 0 o negativa para la luz), creo...

No, no pueden. De hecho, las ondas de sonido te llevarían a la relatividad galileana, y en todos los casos en los que difiere de la relatividad einsteiniana, te llevarían a un resultado erróneo. Este es un modelo catastróficamente malo para la relatividad de Einstein.

Como un ejemplo simple de dónde las cosas van más terriblemente mal, considere un avión supersónico, y que la velocidad relativa al suelo de dicho avión es la suma de su velocidad relativa al aire y la velocidad del viento.

¿Qué hay de la ausencia del viento alguna vez? Siempre perfectas condiciones.
@MaratAl No, nada puede rescatarlo. Es exactamente lo contrario de un buen modelo, lo siento.
También investigué que la velocidad de la señal y la velocidad de la perturbación magnética (es decir, c ) son fenómenos completamente diferentes. La velocidad del sonido está más cerca de la velocidad de la señal (que podría ser incluso 0 o negativa para la luz), creo...