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DEL
PUNTO
 QUIS
A LAS GRANDES MEDICIONES
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El plano: luz y oscuridad
Capítulo I Sobre las ecuaciones de transformación.
Capítulo II Sobre las mediciones ordinarias.
Capítulo III Sobre la relatividad de la simultaneidad.
Capítulo IV Sobre las observaciones desde el tren
Capítulo V Sobre la naturaleza de las verdaderas mediciones
Capítulo I- Sobre las ecuaciones de transformación.
De las ecuaciones
que acabamos de aplicar surge que el tiempo arriba del tren no tiene un valor
único, a pesar de que marcha a velocidad constante respecto del terraplén.
La relatividad, bien entendida, habla de que el tiempo y el espacio son
relativos al sistema de referencia desde el cual se los mide, pero en este
ejemplo no sólo resulta ser que el tiempo es variable sino que también depende
de los sucesos objetos de las mediciones.
A los efectos de evitar caer en las
incongruencias anteriores, establecemos para las mediciones astronómicas
relativas el siguiente principio de carácter instrumental: "Si dos cuerpos de
referencia, que se mueven en la misma dirección y uno está acelerado respecto
del otro, mantienen relaciones constantes de traslación, al metro y al segundo
de uno corresponden un solo, determinado y único valor excluyente en el otro".
Capítulo II- Sobre las mediciones ordinarias.
En las mediciones de poca velocidad suelen presentarse ejemplos como el siguiente: un hombre que camina arriba del tren, en movimiento respecto del terraplén, al cual le es medida la velocidad tanto desde arriba del tren como desde el terraplén, según lo vemos en el siguiente gráfico:
Cuando M´ y M coinciden comienza a caminar el hombre arriba del tren, que se mueve con la velocidad v. Al cabo de un determinado tiempo las posiciones quedan de esta forma:
Visto desde el
terraplén el hombre ha recorrido la distancia M---N y visto desde el tren la
distancia M´---N´.
Esto hace que las mediciones de ambas velocidades sean distintas. Pero si, desde
el tren, se considera al suceso de manera completa, la distancia total del mismo
es X´---N´ porque el terraplén, mientras el hombre caminaba en el tren, ha
recorrido la distancia X´---M´ en sentido contrario- Esta observación,
irrelevante por ahora, resultará de utilidad más adelante cuando avancemos en el
desarrollo de este trabajo.
Capítulo III- Sobre la relatividad de la simultaneidad.
En la relatividad de la simultaneidad Einstein monta una compleja y sofisticada maquinaria para demostrar la relatividad del tiempo y del espacio y para corroborar la constancia de la velocidad de la luz. A tal efecto presenta el siguiente paradigma:
A este gráfico,
según el extracto que hemos realizado, lo explica así: "Cuando el punto M´ del
tren, que se mueve con la velocidad v respecto del terraplén, coincide con el
punto M de éste, parten en simultáneo de los puntos A y B del terraplén dos
rayos de luz que convergen en simultáneo en el punto M.
Estos sucesos corresponden también a
los puntos A´ y B´ del tren". También dice que los pasajeros del tren referirán
sus observaciones a los puntos A´ y B´.
Cuando los rayos de luz que han
partido de los puntos A y B, llegan en simultáneo al punto M del terraplén, el
tren se ha movido, y la situación, según Einstein, vista desde el terraplén
(punto M), queda de esta forma:
Y los interpreta
así: "Visto desde el terraplén el observador del punto M´ del tren corre al
encuentro del rayo procedente de B y huye delante del que procede de A, por lo
tanto el rayo procedente de B le llega antes que el que procede de A. De modo
que aquellos observadores que utilizan el ferrocarril como cuerpo de referencia
tienen que llegar al resultado de que la chispa B ha caído antes que la chispa
A". Esta última oración tiene un problema: Desde el punto M´ del tren no sólo se
niega la simultaneidad de A y B en el punto M´ sino que también se niega la
simultaneidad de origen, esto es, AA´ y BB´. Esto es lo mismo que decir que,
vistos desde el tren, los puntos AA´, BB´ y por consiguiente MM´ no coincidían
cuando partieron los rayos de luz desde A y B. Según el primer gráfico de este
capítulo, no parece ser ésa la idea inicial de Einstein.
Finalmente Einstein remata la cuestión diciendo: "Sucesos que son simultáneos
respecto del terraplén no lo son respecto del tren y viceversa".
Terminamos esta parte con las siguientes observaciones:
1- Si vistos desde el tren los puntos AA´, BB´ y MM´ no coinciden, ¿para qué
sirve el paradigma?. Eso, a lo sumo, podría demostrar un desplazamiento en
tiempo y espacio, pero de ninguna manera prueba una medida distinta o relativa
de ambos conceptos.
2- Si hubiera simultaneidad en el origen, esto es, AA´ BB´ y MM´ el paradigma de
Einstein tampoco sirve porque él afirma que "el observador del punto M´ (o sea
el punto M´) del tren corre al encuentro del rayo procedente de B y huye delante
del que procede de A, por lo tanto el rayo procedente de B le llega antes que el
que procede de A". Si el punto M´ corre al encuentro del rayo procedente de B,
también corre a ese encuentro el punto A´ que va detrás del punto M´, por lo
tanto al punto A´ le llegará antes el rayo procedente de B que al punto B´ el
rayo procedente de A. Habiendo simultaneidad y coincidencia en el origen esto
puede significar un montón de cosas, a saber:
-La velocidad de la luz no es la misma en el sentido A´---B´ que en el B´---A´.
-El tiempo en el sentido A´---B´ mide una cosa y en el sentido B´---A´ otra.
-La distancia espacial A´---B´ es distinta de la distancia B´---A´ y la longitud
del metro tampoco es la misma en un sentido que en otro.
3- Entendemos que la colocación de un solo observador por sistema de referencia
es una cuestión limitada y arbitraria. Las cosas se deben cumplir y verificar
para más observadores. 4- Además pensamos que el observador del tren de Einstein
nunca estuvo arriba del mismo; es decir, siempre vio las cosas con ojos del
terraplén.
Capítulo IV- Sobre las observaciones desde el tren
A los efectos de poner a prueba las observaciones del capítulo anterior colocaremos un observador más en el tren. Para ello seguimos con el modelo de la relatividad de la simultaneidad de Einstein y su línea de interpretación.
Hemos colocado un
observador en el punto X´ del tren, además del de Einstein en el punto M´.
Cuando los puntos M y M´ del terraplén y el tren coinciden, parten de los puntos
A y B dos rayos de luz simultáneamente, vistos desde el terraplén.
Al análisis que vamos a efectuar
posteriormente no lo afectan las consideraciones de los puntos 1 y 2 del
capítulo anterior, es decir, si vistos desde el tren los puntos AA´, MM´ y BB´
coinciden o no; ello resulta indistinto.
Cuando los dos rayos de luz han
llegado en simultáneo al punto M del terraplén, la situación queda de esta
forma:
Vistas las cosas desde el punto M del terraplén, el tren se ha movido y el observador del punto X´ del tren coincide con el punto M del terraplén. De acuerdo con Einstein, en este caso el observador del tren tendrá que llegar a la conclusión que las chispas han caído en simultáneo en las puntos A y B porque según sus dichos: "De modo que aquellos observadores que utilizan el ferrocarril como cuerpo de referencia tienen que llegar al resultado de que la chispa B ha caído antes que la chispa A". Esto era porque los rayos no habían sido simultáneos en el punto M´ del tren. Entonces, siendo consecuentes con dicho razonamiento, ahora debemos entender que las chispas han sido simultáneas en los puntos A y B para el observador del punto X´ del tren.
También dice Einstein que los observadores del tren referirán sus mediciones a los puntos A´ y B´ del tren. Entonces surge que el observador del punto X´ va a tener serios problemas con sus mediciones porque nadie ignora que:
Un tiempo único, al
ser simultáneos los dos sucesos, para dos distancias distintas.
Y el punto X´ no es un invento, es un punto que existe, es el punto de encuentro
de los dos rayos de luz en el tren, así como lo es el punto M del terraplén. De
manera que este observador se va a encontrar con dos velocidades de la luz
distintas; y la cuestión tampoco se soluciona aplicando las ecuaciones de
transformación desde el terraplén.
Entendemos que todos estos problemas
ocurren, en gran parte, porque a un modelo diseñado para sucesos
electromagnéticos se lo ha interpretado con ideas subyacentes de las mediciones
ordinarias.
La conclusión final de las críticas
hasta aquí realizadas es que en la relatividad de la simultaneidad de ninguna
manera se prueba la relatividad del tiempo y del espacio, así como la constancia
de C. Esto es en el campo teórico y matemático, a pesar de las afirmaciones de
la experiencia y de las Ecuaciones de transformación.
A todo esto cabe entonces preguntarse,
¿qué es lo que realmente se observaba desde el tren? Porque hasta ahora sólo
hemos estado viendo impresiones que tiene el observador del terraplén sobre lo
que supuestamente ve el hombre del tren. ¿Dónde se encuentra exactamente el
punto X al que hemos definido como el punto de encuentro de los rayos de luz en
el tren?. Esto último considerando que las mediciones de Michelson son
correctas. Las respuestas las obtenemos del mismo modelo de Einstein:
Al observador del
punto M´ del tren le llegan en simultáneo los rayos procedentes de A y B, los
cuales partieron de la misma forma en sus orígenes. En este ínterin el terraplén
se ha movido con la velocidad V pero en sentido contrario, y el observador del
punto M´ ve que el hombre del punto M del terraplén corre al encuentro del rayo
procedente de A y huye delante del rayo que procede de B, por lo tanto llega a
la conclusión de que los rayos de luz no han sido simultáneos en el terraplén. O
sea: observa lo mismo que se observa desde el terraplén pero de manera opuesta.
Desde el terraplén se cree que los sucesos no han sido simultáneos en el tren, y
desde éste que no han sido simultáneos en el terraplén. De manera que se puede
concluir en que: sucesos (electromagnéticos) que son simultáneos respecto del
terraplén, lo son también respecto del tren, y viceversa, y respecto de todo
sistema que, bajo las mismas condiciones, se puedan localizar los sucesos. Y el
punto X coincide con el punto M´ del tren.
Estas mediciones respetan la
constancia de la velocidad de la luz en el vacío y el principio instrumental
establecido en el Cap. I, el cual permitía mediciones relativas distintas con
tal de que fueran únicas, determinadas y excluyentes, las que finalmente
resultaron ser equivalentes.
A todo esto cabe preguntarse, ¿dónde
están los metros más cortos?. Aquí no se hace un correlato entre la materia y el
espacio; es decir que se consideran independientes del espacio las variaciones
métricas que la materia experimenta cuando se le cambian las condiciones
físico-mecánicas. De manera que, al cabo de todas las consideraciones que se han
efectuado, el modelo de Universo emergente resulta tener las siguientes
características:
-Velocidad de la luz: Absoluta
-Espacio : Absoluto
-Tiempo : Absoluto
Capítulo V- Sobre la naturaleza de las verdaderas mediciones
El modelo emergente
del capítulo anterior deja en pie el viejo problema existente entre las
mediciones ordinarias y la constancia de la velocidad de la luz.
Al respecto se ha pensado en dos hipótesis para superar ese inconveniente, a
saber:
- Adjudicarle una estructura a la onda electromagnética.
- Adjudicarle una estructura al espacio.
Hemos optado por la segunda y le
atribuimos una estructura al espacio, la cual consiste en una trama, un complejo
tejido que hace que las mediciones de la luz resulten tal como son.
Para ampliar este concepto presentamos
un modelo para tres sistemas de referencia:
A los sistemas 1 y
2 se los considera moviéndose en sentidos opuestos y al tercero en reposo
aparente.
Cuando los tres sistemas, vistos desde
el N° 3, coinciden por sus puntos M, M´ y M´´ respectivamente, parte del punto B
del sistema N° 3 un rayo de luz en dirección del punto M. Al cabo de un tiempo
determinado la situación, que presentamos recortada y en perspectiva, muestra
coordenadas equivalentes y las siguientes posiciones relativas:
Cabe imaginar al
espacio como un tejido de compleja trama que forma multiplicidad de planos tanto
perpendiculares como transversales. Dicha trama es desviada, corrida por el paso
de los cuerpos; se adecua a ese paso. La luz corre y se extiende por los hilos
de la trama pasando de plano a plano.
Observadores de cualquiera de los tres
sistemas de referencia, que analizaran los hechos a partir de un espacio
estático, se verían inducidos a cometer error en el momento de tener que
determinar cuál es el espacio iluminado por el suceso, por ejemplo: Un
observador del punto M del sistema 3 podría creer que la zona iluminada es toda
la que está comprendida entre las líneas verticales discontinuas que pasan por
los puntos M y B, y ya vemos que no es así, dado que zonas que tendrían que
estar supuestamente iluminadas permanecen en total oscuridad, y viceversa. Algo
similar podría ocurrirles a los observadores de los otros dos sistemas.
De manera que los observadores de los
tres sistemas tienen espacio equivalente, cuya distancia es M---B, un mismo
tiempo, coordenadas inclinadas y la velocidad C.
Por otra parte, corresponde decir que
para la modificación que experimenta el espacio no interesa qué cuerpo se mueve,
ni su dirección, ni su sentido, ni velocidad, dado que la deformación es siempre
recíproca. Basta con que un solo cuerpo se mueva, el resto es indistinto.
Pero aún quedan interrogantes, debido
a que en el ejemplo tratado solo estamos viendo el suceso una vez terminado,
pero ignoramos cómo eran en realidad las posiciones iniciales vistas desde los
tres sistemas. En el capítulo 3 vimos como Einstein nos dejaba más dudas que
certezas al querer saber cómo se veían desde el tren los puntos A´ y B´ en el
origen respecto del terraplén. Para intentar despejar todo esto recurrimos a los
sistemas de coordenadas de Galileo.
Vemos el final de un suceso en el que un rayo de luz recorrió la distancia M---B, luego de haber partido en coincidencia con el tren desde el eje E.
Si el acontecimiento anterior se tratara de un suceso ordinario la lectura interpretativa no suscitaría problemas, pero tratándose de un rayo de luz puede dar lugar a este diálogo:
-No entiendo, no alcanzo a explicarme cómo puede ser que el
tren resulte iluminado detrás y en toda su extensión habiendo partido desde el
eje E junto con el rayo de luz, siendo que ésta es más rápida que el tren y que
van en el mismo sentido.
-Bueno, el rayo de luz pasó y dejó el camino iluminado.
-No. Se trata de una partícula u onda, y a la vez que pasó, pasó; no es un
bombardeo. El tren marchó siempre en la obscuridad.
-El rayo pasó primero... y el tren pasó después... Entonces no fueron
simultáneos
-... Sí... fueron simultáneos.
-Pero, si el tren venía después y en la obscuridad... Así en algún lado nos va
faltar algo, con toda seguridad.
-¡Ahí está!.. desde el terraplén se le está "robando" espacio y tiempo al tren.
Los sistemas de coordenadas de Galileo no sirven para representar la realidad
electromagnética, deforman la simultaneidad de estos hechos, lo que los
convierte en inadecuados para estos quehaceres... El tren va siempre detrás de
la luz...
-Entonces tendremos que encontrar un sistema de coordenadas que mantenga la luz
siempre delante del tren, vista tanto desde el terraplén como desde el tren.
-A eso vamos. A tal efecto alineamos por sus ejes E al tren y al terraplén:
Nos corremos hacia la derecha a fin de poder tener una perspectiva de la alineación anterior:
Las líneas oblicuas
muestran que continúa la alineación inicial y, además, determinan las partes
inferior y superior del plano vertical EM, M´E´. Dicho plano vincula ambos
sistemas de referencia y es el punto de partida, visto desde ambos sistemas,
para el rayo de luz que partirá junto con el tren . No interesa si el suceso
ocurre en el tren, en el terraplén o simplemente en el exterior de ambos.
Cuando el rayo de luz ha cumplido la
trayectoria M---B, y el tren en ese ínterin se ha movido en el mismo sentido,
las cosas quedan así:
Las líneas de puntos muestran la posición inicial del tren. El plano que vincula a ambos sistemas de referencia giró siguiendo el movimiento del tren (giró todo el espacio), de manera que los puntos M´y B´se ubicaron en nuevas posiciones. El terraplén y el tren tienen las coordenadas equivalentes M---B y M´---B´, respectivamente. El rayo de luz se mantuvo siempre delante del tren y jamás iluminó algo que estuviera más allá del plano E, E´, M y M´. Las trayectorias espaciales son iguales, el tiempo también y la velocidad de la luz se mantiene constante. Si ambos sistemas de referencia están equidistantes del suceso, las mediciones son simultáneas; caso contrario habrá diferimiento por el tiempo que pueda insumir el viaje de la información visual. Quede claro entonces que las mediciones van de plano a plano y que el tren marcha en la obscuridad. Estas mediciones localizan perfectamente a los acontecimientos en el tiempo; es decir: en el orden que ocurrieron. Un último ejemplo ilustra de manera categórica sobre todo lo anterior que, por supuesto, no se realiza a escala, y al que resolvemos sólo por aproximación.:
Desde el eje E parte en simultáneo con el tren un rayo de luz hacia el punto B. Al tren y al terraplén los hemos separado en una distancia aproximadamente igual a M---B. El suceso ocurre en el terraplén de manera que el observador del punto M´ del tren realizará sus mediciones en tiempo diferido, porque la onda electromagnética también tiene que viajar hasta el tren. Al llegar la luz al punto B, la situación queda de la siguiente forma:
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