miércoles, 22 de abril de 2009

La muerte de la física clásica

Estamos de acuerdo en que el sonido está formado por ondas. Podemos medir su frecuencia, su módulo y su amplitud. El sonido viaja por el aire, y por el agua. Sin embargo en el vacío, el sonido no se desplaza. No hay sonido en el espacio por ejemplo. Pero sin embargo sí hay luz. ¿Qué necesita la luz para desplazarse? El éter, fin de la historia.

Michelson y Morley (polaco y americano respectivamente), diseñaron un experimento en 1887 para medir la velocidad a la que se mueve la Tierra respecto al éter. Básicamente consistía en medir el tiempo con el que dos haces de luz desde la misma fuente llegaban al mismo destino. Si la Tierra se movía por el éter, el éter afectaría a la distancia que un haz de luz llegara respecto a otro.

Sorprendentemente los haces de luz siempre llegaban al mismo tiempo. Diferentes científicos incluso ya bastante dentro del siglo veinte, repitieron el experimento con interferómetros más sofisticados. Nada. No se podía probar la existencia del éter.

Lorentz, disfrazado de tío listo

Un físico holandés llamado Lorentz (Nobel en 1902), trató de encontrar una explicación. Intentó averiguar por qué el éter no influía en la velocidad de la luz. Defendió que los objetos en movimiento cambian su velocidad relativa dependiendo del punto de vista del observador, pero que sin embargo, la velocidad de la luz es siempre la misma estés o no en movimiento.

Poincaré, poniendo cara de listo

Tuvo que llegar un matemático francés, Poincaré, para indicar que si la velocidad de la luz era siempre la misma en reposo o en movimiento, una ecuación fundamental debería de explicarlo (principio de relatividad de Poincaré: "las leyes de la física son iguales para todos los sistemas inerciales"). Cuando una persona mide la velocidad de la luz, es incapaz de afirmar si está en reposo o moviéndose uniformemente. Entender esto es entender que debe de haber una relación intrínseca entre espacio y tiempo.

A Lorentz le gustó ese punto de vista rompedor y se puso manos a la obra para calcular cuánto debía de ralentizarse un reloj en función de la velocidad del punto de referencia inercial.

Supónganse dos relojes verticales compuestos por dos espejos. Se deja un haz de luz rebotando en ambos. Uno de los relojes lo ponemos en movimiento y el otro lo dejamos parado. Si nos quedamos parados, vemos cómo el reloj en reposo marca el tictac como al principio, pero el reloj en movimiento marca un tictac más despacio: el haz de luz se desplaza en diagonales, tiene más distancia que recorrer. Ahora bien, si nos vamos de ruta con el reloj que se mueve, veremos que éste no varía su tictac, y que sí varía el tictac del reloj en reposo aumentando su velocidad. Aplicando el teorema de Pitágoras, existe una relación fundamental entre la velocidad y la luz (factor de Lorentz). Y si en lugar de hablar de haces de luz hablamos de imágenes la cosa ya es para fliparlo: cuanto más aumentas tu velocidad, más se estrecha tu imagen. Es decir, cuando conduces por la autopista, la imagen de tu coche es más estrecha que cuando está aparcado. Sí, tú también te estrechas.

Lorentz propuso en cuatro ecuaciones (1904) una forma de medir la posición de un objeto prescindiendo de un punto de referencia absoluto, esas ecuaciones se llaman ecuaciones de transformación de Lorentz. A esas mismas ecuaciones llegó la Teoría de la Relatividad Especial que un empleado de la oficina de patentes de Berna publicó al año siguiente.

Dramatización:



En su teoría (y como tal no podían darle el premio Nobel, pues no estaba demostrada), el sistema de referencia inercial pasó a tener cuatro dimensiones y masa y energía pasaban a tener una equivalencia que aparece en la ecuación más famosa de la historia.

6 comentarios:

Teseo 22 abril, 2009  

La velocidad de la luz en el VACÍO (qué es eso) es la misma para un observador quieto que para otro que se mueve a la velocidad que quieras pero siempre más despacio que la luz, claro.

A mí esos señores de barba y bigote me dan mucho miedo.

Teseo 22 abril, 2009  

El problema de la velocidad de la luz es que es una constante y su derivada respento al tiempo debe ser cero. Si nos acercamos a la velocidad luz como esta se mantiene constante, independiente de la velocidad del observador, el factor tiempo y el factor espacio tienen que modificarse en simetría para que la luz siga moviéndose a esa velocidad... como decía un catedrático de aeronáutica, al volver a frenar, se recuperaría todo el tiempo que pasó tan lentamente al acercarse a la velocidad luz... no, es absurdo, además la ingeniería aeronáutica es como la informática pero con colegio profesional...

Pablo 23 abril, 2009  

Intégrala para que no de cero.

bate 23 abril, 2009  

Oiga, no me entero un carajo de nada,pero reconozo que me apasiona lo que cuenta.

bate 23 abril, 2009  

Vuelvo a leerlo y me doy cuenta que los tios que salen en la foto tienen cara de listos, menos el último, que tiene cara de loco.

Pablo 23 abril, 2009  

Jaja, ya, el fotógrafo debió de flipar!

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