¿Validez de las ecuaciones de Maxwell sin éter ni relatividad?

El problema es que las ecuaciones de Maxwell predicen que la velocidad de cualquier onda EM será$c$. Pero esto no tiene sentido en la física newtoniana porque la suma de velocidades es lineal. El éter ofreció una posible solución porque eligió un marco de referencia preferido, pero si elimina el éter, volverá al problema original: con referencia a qué tienen las ondas EM una velocidad de$c$?

La solución es, por supuesto, que necesitamos usar la relatividad especial, y en SR la suma de velocidades no es lineal.

El siguiente pasaje ha sido extraído del libro "Black Holes and Time Warps, Einsteins Outrageous Legacy" de Thorne:

Si uno expresaba las leyes electromagnéticas de Maxwell en términos de campos eléctricos y magnéticos medidos en reposo en el espacio absoluto, las leyes adquirían una forma matemática especialmente simple y hermosa. Por ejemplo, una de las leyes decía simplemente: "Como lo ve cualquier persona en reposo en el espacio absoluto, las líneas de campo magnético no tienen fin". Sin embargo, si uno expresaba las leyes de Maxwell en términos de campos ligeramente diferentes medidos por una persona en movimiento, entonces las leyes parecían mucho más complicadas y desagradables. En particular, la ley "sin fines" se convirtió en "Como la ve alguien en movimiento, la mayoría de las líneas de campo magnético son infinitas, pero algunas se cortan por el movimiento, adquiriendo así fines. Además, cuando la persona en movimiento sacude el imán, se cortan nuevas líneas de campo, luego sanan, luego se cortan de nuevo y luego vuelven a sanar". El nuevo descubrimiento matemático de Lorentz, Poincaré y Larmor fue una guerra para hacer que las leyes electromagnéticas de la persona en movimiento parecieran hermosas y, de hecho, idénticas a las leyes utilizadas por una persona en reposo en el espacio absoluto: "Las líneas de campo magnético nunca terminan, bajo cualquier circunstancia". ¡Se podría hacer que las leyes adquirieran esta hermosa forma pretendiendo, contrariamente a los preceptos newtonianos, que todos los objetos en movimiento se contraen a lo largo de su dirección de movimiento precisamente en la cantidad que Fitzgerald necesitaba para explicar el experimento de Michelson-Morley!

Según tengo entendido, si las líneas magnéticas tuvieran extremos, entonces deberían existir monopolos, que no creemos que existan. Si no se incluye la contracción de longitud, habrá extremos abiertos. Aquí surge la prueba de validez.

Robert B. Laughlin, Premio Nobel de Física ( citado en wikipedia )

Es irónico que el trabajo más creativo de Einstein, la teoría general de la relatividad, se reduzca a conceptualizar el espacio como un medio cuando su premisa original [en la relatividad especial] era que no existía tal medio [..] La palabra 'éter' tiene connotaciones negativas en la física teórica debido a su asociación pasada con la oposición a la relatividad. Esto es desafortunado porque, despojado de estas connotaciones, captura bastante bien la forma en que la mayoría de los físicos piensan realmente sobre el vacío. . . . La relatividad en realidad no dice nada sobre la existencia o inexistencia de la materia que impregna el universo, solo que dicha materia debe tener una simetría relativista. [..] Resulta que tal materia existe. Aproximadamente en el momento en que la relatividad estaba siendo aceptada, Los estudios de radiactividad comenzaron a mostrar que el vacío del espacio tenía una estructura espectroscópica similar a la de los sólidos y fluidos cuánticos ordinarios. Estudios posteriores con grandes aceleradores de partículas ahora nos han llevado a comprender que el espacio se parece más a un trozo de vidrio de una ventana que al vacío newtoniano ideal. Está lleno de "cosas" que normalmente son transparentes pero que pueden hacerse visibles golpeándolas lo suficientemente fuerte como para sacar una parte. El concepto moderno del vacío del espacio, confirmado cada día por la experiencia, es un éter relativista. Pero no lo llamamos así porque sea tabú. Está lleno de "cosas" que normalmente son transparentes pero que pueden hacerse visibles golpeándolas lo suficientemente fuerte como para sacar una parte. El concepto moderno del vacío del espacio, confirmado cada día por la experiencia, es un éter relativista. Pero no lo llamamos así porque sea tabú. Está lleno de "cosas" que normalmente son transparentes pero que pueden hacerse visibles golpeándolas lo suficientemente fuerte como para sacar una parte. El concepto moderno del vacío del espacio, confirmado cada día por la experiencia, es un éter relativista. Pero no lo llamamos así porque sea tabú.

El tratamiento moderno de las ecuaciones de Maxwell es que tienes una función de seis valores (dando la función eléctrica$\bf E$y magnético$\bf B$campos) del espacio tridimensional. Si conecta un punto en el espacio, puede obtener seis números que describen el campo electromagnético en ese punto. Así que tienes una especie de telón de fondo en el que formulas la electrodinámica. La cuestión es que este telón de fondo es el espacio mismo, y no cualquier tipo de materia. Porque si fuera materia, uno predeciría fenómenos que no ocurren .