miércoles, 10 de agosto de 2022

TEORIA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL - LA PARADOJA DE UNA TRANSMUTACION

PRESENTACION

Para ayudar a interpretar y conocer el sentido metafórico dado al título del presente ensayo, transcribimos la siguiente definición y explicación: “PARADOJA: Hecho o dicho contrario a la lógica”. “TRANSMUTACION: Implica el cambio de los núcleos atómicos. Cambia un elemento en otro”.  Creemos que en el transcurso de este estudio podremos aclarar el significado metafórico del referido título.   A la conocida paradoja de los hermanos gemelos notros, para criticar la citada teoría, hemos hecho resaltar una paradoja   a la que le hemos llamado la paradoja de la transmutación.

 

1.    ARGUMENTO QUE SIGUE ESTE ENSAYO. 

Para llegar a justificar que se trata de una paradoja los postulados que cita A. Einstein y que con ellos construye su teoría, tomaremos como pauta de seguimiento su libro titulado: “Sobre la teoría de la relatividad especial y general” (Ediciones Altaya S.A. Febrero 1999) Las afirmaciones y postulados que aparecen en el libro las transcribimos entre comillas y letras de bastardilla.

Interpretando el significado y el orden en que están escritos sus párrafos, nos hemos percatado que nos conduce a la mencionada paradoja. Siendo esto así, este es el camino que seguiremos en el estudio del presente ensayo.  Creemos que nuestro ensayo es una investigación sobre lo que pensó y se le ocurrió a Einstein cuando realizó su Teoría.  Expondremos estas ideas en el mismo orden en que aparecen escritas en sus párrafos. Y, sobre estos, haremos los pertinentes comentarios que, según veremos, nos conducen a la aceptación del título del presente ensayo.

Seguidamente, escribimos los títulos que aparecen en nuestro ensayo y, en forma abreviada, resumimos las ideas que sacamos de los párrafos del citado libro de referencia:  

PRINCIPIO DE RELATIVIDAD.    Establece una identidad de resultados entre un Sistema de Referencia Fijo (SRF) y un Sistema de Referencia Móvil (SRM). La idea es que los eventos TRANSCURREN de igual forma.

TEOREMA DE LA ADICION DE VELOCIDADES. Plantea dos formas de valorar un mismo evento contemplado desde dos Sistemas de Referencia distintos. SE VEN con diferentes valores.

INCLUSION DE LA VELOCIDAD DE LA LUZ. Incluye la luz en sus postulados. Lo identificamos con el verbo VER.  Manifiesta la intención de poder VER desde un Sistema de Referencia lo que ocurre en otro.

EN BUSCA DE UNA SOLUCIÓN DE COMPROMISO. Hace un encaje de la velocidad constante de la luz con el Teorema de la adición de velocidades. Necesita que el tiempo y el espacio sean “elásticos”. Utiliza el “truco” de la idea del espacio-tiempo.

LA RELATIVIDAD DE LA SIMULTANEIDAD.  La génesis de la paradoja. Un experimento mental mal planteado.   

UNA TESIS. Explicación del camino de   cómo hemos llegado al concepto:  Paradoja de una Transmutación.

A continuación, desarrollamos los anteriores conceptos.

2.- EL PRINCIPIO DE LA RELATIVIDAD

Tal como hemos dicho en el “Argumento que sigue nuestro estudio”:

Establece una identidad de resultados entre un Sistema de Referencia Fijo (SRF) y un Sistema de Referencia Móvil (SRM). La idea es que los eventos TRANSCURREN de igual forma.

En el libro de A. Einstein que tomamos como referencia de estudio, pone como ejemplo el experimento mental del vagón de tren, del que ya hemos hablado en otros de nuestros ensayos.   Iniciando la lectura de este libro el primer postulado que encontramos es el siguiente:

Si un (SRM) se mueve respecto a un (SRF) entonces los fenómenos naturales transcurren respecto al (SRM) según idénticas leyes generales que con respecto al (SRF).”

 

(NOTA: A un Sistema de Referencia Fijo lo abrevia como (SRF) y a un Sistema de Referencia Móvil lo abrevia como (SRM))

Aceptamos que sea cierto que “los fenómenos naturales TRANSCURREN según idénticas leyes”, pero, según avanzamos en la lectura de los siguientes párrafos, nos parece que la intención del Físico no es tan solo indicar que “transcurren” sino que lleva la intención de querer decir que se pueden VER y MEDIR.  Corrobora nuestra afirmación, el que en los siguientes párrafos los dedica a la velocidad de la luz (c) y a como se VE y se calcula desde tierra la velocidad de un cuerpo lanzado desde dentro de un móvil en movimiento. Hablamos de este tema en nuestro siguiente párrafo.

 

 2.- TEOREMA DE LA ADICION DE VELOCIDADES

Tal como hemos dicho en el “Argumento que sigue nuestro estudio”:

Plantea dos formas de valorar un mismo evento contemplado desde dos Sistemas de Referencia distintos. SE VEN con diferentes valores

En el párrafo 6 del citado libro aparece como título; “El teorema de la adición de velocidades según la mecánica clásica”. Este párrafo lo consideraremos como el inicio de la RELACIÓN que hace entre los (SRF) y (SRM), para llegar a exponer las falacias de la teoría especial de la relatividad.    

Pone como ejemplo:

Un tren circula a una velocidad (vt). Dentro de él camina una persona a una velocidad (vp).  La velocidad total (vT) con que un observador que está fuera del tren apreciará que se mueve la persona que está dentro del vagón será:  

 

                                      (vT) = (vt) + (vp) 

O sea, se suman las dos velocidades. Esta (VT) es la velocidad que se mueve el hombre respecto a la vía.

Pensamos que al decir que “APRECIARA”, este verbo incluye la intención de VER y luego CALCULAR.

(NOTA: Remarcamos el verbo VER ya que al final del presente ensayo utilizaremos este verbo para demostrar una contradicción entre los postulados que predica A. Einstein)

El mismo planteamiento del Teorema de la adición de velocidades también podemos explicarlo de la siguiente forma:

Dentro del vagón una persona lanza una piedra dentro del mismo y se trata de calcular a que velocidad la VE circular un observador que está fuera del vagón de tren.

Esta versión, que nosotros damos ahora, quizás nos pueda ayudar más en las siguientes explicaciones que expondremos.

Insistimos que la inclusión de este Teorema en su libro, es el primer paso de querer relacionar los (SRM) con los /SRF)

 

3.- INCLUSION DE LA VELOCIDAD (c) DE LA LUZ

Tal como hemos dicho en el “Argumento que sigue nuestro estudio”:

Incluye la luz en sus postulados. Lo identificamos con el verbo VER.  Manifiesta la idea o intención de poder VER desde un Sistema de Referencia lo que ocurre en otro

Si el primer paso era el querer RELACIONAR los (SRM) con los (SRF) un segundo paso lo detectamos al pretender incluir la luz en sus postulados. Pretende incluir la velocidad de la luz (c).

En el referido libro comenta la imposibilidad de incluir   la velocidad de la luz (c) dentro de las variables que componen el Teorema de la adición de Velocidades. En aquellos tiempos, ya se había comprobado que esta velocidad es constante. A diferencia de la piedra que se lanza desde dentro del vagón, la velocidad de la luz no depende de donde “va “montada” la onda electromagnética.

Pero hace un comentario que pretende relacionar: la VISIÓN dese un (SRF) de lo que ocurre en un (SRM), tal como ha descrito en el Teorema de la adición de velocidades:

“…Más adelante veremos que este razonamiento, que expresa el teorema de la adición de velocidades según la Mecánica clásica, es insostenible y que la ley que acabamos de escribir no es válida en realidad. Pero entretanto edificaremos sobre su validez.”

Aquí es en donde decimos que se manifiesta una intención de VER.  Repetimos lo que ya dijimos: “nos parece que la intención del Físico no es tan solo indicar que “transcurren” sino que lleva la intención de querer decir que se pueden VER y MEDIR”.

VER, al querer hacer intervenir la luz y MEDIR al partir del Teorema de la adición de velocidades.

(Nota: Quizás en los tiempos presentes nos parezca obvio que no podamos hacer intervenir en una misma ecuación variables que representan una masa y las que representan una onda electromagnética. Otra cosa es lo que sí que podemos es utilizar el operador matemático que nos puede relacionar la velocidad (v) de un móvil con la velocidad (c) de la luz en una misma ecuación. Este operador es el conocido: Factor de Lorentz)

 

 4.- EN BUSCA DE UNA SOLUCION DE COMPROMISO

Tal como hemos dicho en el “Argumento que sigue nuestro estudio”:

Hace un encaje de la velocidad constante de la luz con el Teorema de la adición de velocidades. Necesita que el tiempo y el espacio sean “elásticos”

Si tal como anuncia en el Primer Principio de Relatividad:

“…los fenómenos naturales transcurren respecto al (SRM) según idénticas leyes generales que con respecto al (SRF).”

y, de acuerdo con lo que hemos comentado en el número anterior, al VERLOS y MEDIRLOS, según este postulado debemos obtener los mismos resultados, al Físico se le presenta un problema.  Para relacionar entre sí y poder VER desde un (SRF) exactamente los mismos acontecimientos que se producen en un (SRM), si la velocidad de la luz es constante (no está en función de la velocidad del (SRM)), para ajustar este desfase de visión necesita que el tiempo y el espacio no sean fijos sino “elásticos” para que tanto el pasajero como el observador VEAN y VALOREN el fenómeno natural de la misma forma. Y, parece ser, que entonces le surge la siguiente idea:  El tiempo de VISIÓN, pasa a ser relativo como el espacio y hace “el invento” del espacio-tiempo. Así ajusta lo que no le cuadra. Observe el lector que hemos señalado el verbo “VER”. Estamos en el Primer paso en que, al hacer intervenir la velocidad de la luz (c), todo gira en utilizar el verbo VISUALIZAR.

(NOTA: Para no mezclar conceptos advertimos al lector de lo siguiente.  Otro aspecto diferente es que, como estamos tratando con movimientos relativos y hablamos de la ocurrencia de Eventos, para posicionarlos debemos dar su SITUACION (en el espacio) y su EPOCA (tiempo en que está ocurriendo), o sea el instante en que se produce esta SITUACION).

 

5.- LA RELATIVIDAD DE LA SIMULTANEIDAD

El título del presente número corresponde al párrafo 9 del referido libro. Aquí es en donde se inicia el disparate que nosotros hemos llamado “la paradoja de la transmutación.

En la página 27 del citado libro, hace la siguiente pregunta:

“…Dos sucesos (p.ej. los dos rayos A y B) que son simultáneos respecto al terraplén ¿son también simultáneos respecto al tren?... Enseguida demostraremos que la respuesta tiene que ser negativa…

Transcribimos el dibujo que aparece en el mencionado libro para dar respuesta a esta pregunta.

La explicación que escribe Einstein en su libro la transcribimos al final de este párrafo. Nosotros, ciñéndonos exactamente a lo que dice el libro, para hacerla mas inteligible al lector, la explicamos gráficamente utilizando el siguiente dibujo.  

                                            Figura 2


Esta figura representa el vagón en movimiento (SRM). En el centro del vagón, está situado un observador. Se representan sucesivamente tres posiciones de avance, a una velocidad (v). Dos rayos se disparan al mismo tiempo desde (A) y (B), justo tocando las paredes opuestas del vagón y cuando este ocupa la primera posición del dibujo. Estos rayos, que vienen representados por flechas cortas, no son percibidos simultáneamente por el observador situado en el centro del vagón. Por qué, debido al movimiento del vagón hacia la derecha, a velocidad (v), el observador no percibirá la existencia de los dos rayos al mismo tiempo. El rayo procedente de (A) tardará más tiempo en llegar a alcanzar el punto de mira del observador, ya que este se está moviendo junto con el vagón en el sentido de alejarse del punto (A) de inicio del disparo. Respecto al rayo que ha partido de la situación (B) ocurre lo contrario que el que procede de (A). El observador se habrá ido acercando a la situación (B) acortando la duración de la llegada del referido rayo. Observando las referidas flechas, esto es lo que pretenden exponer la segunda y tercera posición del anterior dibujo.

En la parte inferior del dibujo se ha representado un observador que está en tierra y que permanece inmóvil en la misma situación de partida que se encontraba el observador que, encima del vagón, ocupaba la parte central del mismo. A este observador inmóvil (SRF) le llegan simultáneamente los rayos (A) y (B).

De aquí deduce A. Einstein que debe valorarse de forma distinta desde un (SRM) respecto a un (SRF) la SIMULTANEIDAD de dos eventos.

Y su respuesta aparece en la página 28 diciendo:

“…Sucesos que son simultáneos respecto al terraplén no lo son respecto al tren, y viceversa (relatividad de la simultaneidad). Cada cuerpo de referencia (sistema de coordenadas) tiene su tiempo especial. Una localización temporal tiene solo sentido cuando se indica el cuerpo de referencia al que remite…”

y a continuación, en el mismo párrafo escribe:

“El tiempo que necesita un proceso con respecto al vagón no cabe igualarlo a la duración del mismo proceso juzgado desde el cuerpo de referencia del terraplén “

En esta declaración es en donde nosotros declaramos la Paradoja de la Transmutación

El razonamiento que hace Einstein creemos que no es correcto.

Estamos observando eventos que tienen un Tiempo Propio (tp) inherente a sí mismos. Recordemos que esto ya lo dijimos en el experimento mental en el que el evento era “la reflexión en un espejo de un rayo de luz”. Ahora el evento es “una ocurrencia simultanea” Pensamos que esta “ocurrencia simultanea” es el evento y debemos diseñarla de diferente manera de como la plantea el referido Físico. El siguiente dibujo pretende ilustrar nuestro razonamiento.

                                    Figura 3

    

En la figura queremos expresar que ahora se han cambiado los papeles respecto a la valoración del Tiempo Propio (tp) que hacíamos en el fenómeno de la reflexión del rayo de luz. Ahora el observador que cuantifica el Tiempo Propio (tp) de la percepción simultanea es el que está fuera del vagón. Fijo en el suelo. O sea, el (SRF). El evento: “una ocurrencia simultánea” tiene su (tp) que le llega al (SRF) por ambos lados.

Es evidente que su valor sería el mismo por ambos lados y dependería de la distancia de este (SRF) al vagón de tren´.

 

UNA COMPARACION CON EL EXPERIMENTO MENTAL DE LA REFLEXION DEL RAYO DE LUZ EN EL ESPEJO

 Podemos establecer una comparación del caso actual con el del experimento mental del evento “reflexión del rayo de luz en el espejo” que comentamos en alguno de nuestros anteriores ensayos. La figura 4 sirve para ilustrar este caso.

                                       Figura 4 

La persona que A. Einstein sitúa dentro del vagón, en el experimento de la reflexión del rayo de luz, era el operario que realizaba el experimento y media su Tiempo Propio (tp). La persona que estaba en el terraplen (SRF) es la que percibía los efectos del movimiento del vagón.

Por el contrario, en el ejemplo en que el objeto de observación es “un evento simultaneo” la persona que observa el (tp) pasa a ser la persona que esta fuera del vagón (SRF). mientras que es la persona que está dentro del vagón (SRM) el que observa los cambios que se producen debido al desplazamiento del vagón. ¡Nada de inventar diferentes percepciones de una ocurrencia simultánea! Existe un Tiempo Propio (tp) del evento simultaneo, y solo uno, por más que el autor del libro quiera encajar los acontecimientos para que se adapten a su Teoría. Esto es lo que le lleva al disparate. 

Recordemos que ya había utilizado el truco del espacio-tiempo para eludir las “situaciones de compromiso

Tal como anunciamos al principio de este párrafo, transcribimos la explicación que hace A. Einstein hace respecto a la relatividad de la simultaneidad:

“Cuando decimos que los rayos A y B son simultáneos a las vías queremos decir: los rayos de luz que salen de los lugares A y B se reúnen en el punto medio M del tramo de vía A-B. Ahora bien, los sucesos A y B se corresponden también con lugares A y B en el tren. Sea M’ el punto medio del segmento A-B del tren en marcha. Este punto M´ es cierto que en el instante de la caída de los rayos coincide con el punto M, pero, como se indica en la figura, se mueve hacia la derecha con la velocidad (v) del tren. Un observador que estuviese sentado en el tren en M´, pero que no poseyera esta velocidad, permanecería constantemente en M, y los rayos de luz que parten de las chispas A y B lo alcanzarían simultáneamente, es decir, estos dos rayos de luz se reunirían precisamente en él. La realidad es, sin embargo, que (juzgando la situación desde el terraplen) este observador va al encuentro del rayo de luz que viene de B, huyendo en cambio del que avanza desde A, por consiguiente, verá antes la luz que sale de B que la que sale de A. en resumidas cuentas, los observadores que utilizan el tren como cuerpo de referencia tienen que llegar a la conclusión  de que la chispa eléctrica B ha caído antes que la A. llegamos así a un resultado importante: Sucesos que son simultáneos respecto al terraplén no lo son respecto al tren, y viceversa (relatividad de la simultaneidad).”


6.- UNA TESIS

Analizando el contenido y el orden en que vienen escritos los párrafos del libro que hemos tomado como pauta de estudio, creemos que hemos podido averiguar la idea, la intención y el error cometido por A. Einstein al plantearse la teoría de la relatividad especial.  

Nuestra tesis basada sobre todo lo que hemos comentado en el anterior número es la siguiente:

Parece ser que A. Einstein con la idea de indagar sobre la Relatividad de la Simultaneidad quiere poder afirmar que, cuando un evento que se produce dentro de un (SRM) este mismo evento se puede VER SIMULTANEAMENTE desde su correspondiente (SRF). Así no hay duda que queda IDENTIFICADO el evento.

Para realizar tal identificación, hace una prueba utilizando un experimento mental cuyo planteamiento es erróneo.

Y, con este erróneo planteamiento, hace su tesis. Dice que un evento que se produce dentro de un (SRM) NO se puede ver simultáneamente des su correspondiente (SRF).

Y, con esta errónea tesis se ve forzado a no poder IDENTIFICAR desde un (SRF) un evento producido en un (SRM).

Y, aquí nace el disparate o la Paradoja de la Transmutación. Repetimos su declaración:

“El tiempo que necesita un proceso con respecto al vagón no cabe igualarlo a la duración del mismo proceso juzgado desde el cuerpo de referencia del terraplén “

Respecto al contenido que hemos comentado de los párrafos anteriores del citado libro, podemos apreciar que ahora parece olvidarse del Principio de Relatividad que citaba y que nosotros hemos escrito en el segundo párrafo. Ahora habla de “un proceso” y no de las leyes que rigen en los fenom3enos naturales. Quizás la confusión que comete en el tema de la “relatividad de la simultaneidad” le hace interpretar de distinta forma la visión desde el (SRF) de los acontecimientos ocurridos en el (SRM).

Observe el lector que el disparate proviene de haber considerado como dos eventos la “Relatividad de la Simultaneidad”, y no uno solo con su correspondiente Tiempo Propio.

Aquí el autor de tal afirmación, utilizando como postulado su error, ya no trata de VER de distinta forma desde el (SRF) lo que ocurre en el (SRM), si no que afirma que OCURREN de distinta forma cuando se sitúan en el (SRF). Aquí es en donde se genera el disparate. El sentido de la afirmación dada, nos hace pensar en el verbo SER de distinta forma, y no de VER de distinta forma.  Solo podríamos aceptarla si se produjese una TRANSMUTACION…lo que es una PARADOJA.

¡Un disparate!

A partir de este absurdo podemos admitir que la materia se dilata y, por otra parte, si hacemos intervenir la trampa del

 espacio-tiempo podemos ilusionarnos con la idea de que el tiempo se dilata,

 (NOTA: Para más información el lector puede consultar en nuestros libros titulados: “Teoría de la relatividad - Una falsa teoría” y “Teoría de la relatividad - Critica de un disparate analizado en siete fascículos”)