Analogías físicas mal utilizadas [cerrado]

¿Ha notado que muchas preguntas y conceptos erróneos en física surgen debido al mal uso de las analogías, que se inventaron para "explicar en palabras simples" algunos fenómenos físicos?

Por ejemplo, existe una analogía de "estiramiento de la banda elástica" para la expansión del Universo del Hubble, que hace que la gente pregunte sobre la "tensión" de esta banda elástica o especule sobre "hacer un agujero" en ella.

Estoy bastante seguro de que hay muchos de esos malos usos. ¿Tiene algún ejemplo notable de estos (junto con un tratamiento adecuado, por supuesto)?

Para ser justos, hay algunas analogías realmente geniales. La fuerza se suma como pequeñas flechas.

Respuestas (4)

La peor analogía que he visto es la de la relatividad general donde muestran una hoja curva y como gira una bola debido a la curvatura.

ingrese la descripción de la imagen aquí

(Fuente: http://xkcd.com/895/ , licencia CC-BY-NC)

Por lo que recuerdo, he visto esto en dos lugares:

  1. La película "Einstein y Eddington" donde Arthur Eddington explica la teoría de Einstein a su criada
  2. Carl Sagan en su célebre serie de vídeos.
Esta crítica realmente no se sostiene. Todo el mundo entiende que en la escala de longitud de una lámina de goma, la gravedad tira de las cosas hacia abajo. Entonces entienden la gravedad lo suficientemente bien como para entender la analogía. Del mismo modo, el modelo del "sistema solar" del átomo no es perfecto, pero el problema no es que el sistema solar esté hecho de átomos.
El modelo de la hoja de goma es exacto si toma la hoja como un gráfico del potencial gravitatorio newtoniano. Es completamente incorrecto (no solo inexacto) interpretarlo como una porción incrustada de espacio-tiempo. Ver esta respuesta .

La analogía del "sistema solar" del núcleo atómico y los electrones es ciertamente muy engañosa, en muchos sentidos. Desafortunadamente, este es con demasiada frecuencia el modelo que se enseña hasta finales de la escuela secundaria o al principio de la licenciatura.

El modelo de Bohr, o más generalmente la descripción mecánica cuántica más completa, se requiere, por supuesto, para hacer cualquier física útil. El modelo de caparazón a veces puede ser suficiente para alguna química, aunque a menudo no se justifica adecuadamente.

El problema en la analogía de la goma elástica no es la analogía en sí misma, sino que el objeto que utiliza se convierte en el foco. Si en lugar de usar una banda elástica usaran gráficos por computadora con énfasis en galaxias más lejanas acelerando más rápido, nadie pensaría en la tensión de la banda.

La atención debe prestarse únicamente a la posición de los puntos en la banda y su movimiento relativo entre sí. ¡Pero si se pensaba en la teoría del éter, la banda elástica podría haber sido considerada como el éter!

Una analogía que realmente odio es la cosmología newtoniana . Lo encontrará en muchos cursos de cosmología como una introducción a las ecuaciones de Friedmann y la expansión del universo. La idea es que consideres un objeto en una esfera con radio r y densidad media ρ . La energía específica de este objeto es entonces

tu = T + V = 1 2 r ˙ 2 4 π GRAMO 3 ρ r 2 ,
que se puede reescribir en la forma
( r ˙ r ) 2 = 8 π GRAMO 3 ρ k C 2 r 2 ,
y mira, esto se parece a la ecuación de Friedmann (sin energía oscura). Este pequeño ejercicio a menudo confunde a los estudiantes; refuerza la idea errónea de que las galaxias se mueven por el espacio, alejándose de un punto central; solo hace que sea más difícil acabar con esta idea con toda la maquinaria de GR. El hecho de que la ecuación newtoniana tenga la misma forma no la convierte en una buena introducción a la cosmología.

De hecho, no he visto FLRW presentado de esta manera. Su ejemplo me recuerda la coincidencia que explica este artículo o el hecho de que al establecer la velocidad de escape newtoniana en C obtendrá la expresión GR para el radio de Schwarzschild, aunque las dos descripciones son mundos diferentes. Debo decir que la existencia de coincidencias como estas es un poco inquietante y muestra cuán engañosas pueden ser las "predicciones correctas": su ejemplo es bueno e ilustra esta saludable advertencia.
@WetSavannaAnimalakaRodVance Lo he visto varias veces, desafortunadamente, incluido un curso que tomé cuando era estudiante. Susskind también lo usa en su conferencia de cosmología del 'mínimo teórico', y solo confunde a los estudiantes.