Postulats de la Relativitat Especial

Veja també Teoria de la Relativitat Especial.
Els postulats de la relativitat especial són un conjunt de condicions que deu complir una teoria físicament raonable per a ser compatible en electrodinàmica clàssica. Els postulats proposts inicialment per Einstein varen ser reelaborados de manera més rigorosa fins a constituir una axiomatisació rigorosa de la teoria de la relativitat.

Postulats de la relativitat especial

Einstein va postular que una teoria de cossos en moviment que fora compatible en les equacions de l'electromagnetisme clàssic devia satisfer dos condicions:

1. Primer postulat (principi de relativitat)

L'observació d'un fenomen físic per més d'un observador inercial deu resultar en un acort entre els observadors sobre la naturalea de la realitat (és dir, la teoria deu presentar covariancia de Lorentz).

O, la naturalea de l'univers no deu canviar per a un observador si el seu estat inercial canvia.

O, tota teoria física deu ser matemàticament similar per a cada observador inercial, presentant com a molt variacions dins del ranc de les condicions inicials de la mateixa.

O, les lleis de l'univers són les mateixes sense que importe el marc de referència inercial.

2. Segon postulat (invariabilidad de c)

La Llum sempre es propaga en el buit en una velocitat constant c que és independent de l'estat de moviment del cos emissor i de l'estat de moviment del observador.

Estes dos condicions per sí mateixes, no determinen completament la teoria especial de la relativitat i és necessari afegir supòsits adicionals per a constituir una axiomatisació raonable de la teoria de la relativitat. Ademés el primer postulat, històricament ha ocasionat certa confusió, i va dur erròneament a pensar que el formalisme de la teoria només era aplicable a sistemes de referència inerciales (vore #Crítiques).

Derivació alternatives de la Relativitat Especial

Els dos postulats base per a la relativitat especial que es varen esbossar en l'apartat anterior són, històricament, els utilisats per Einstein, i hui en dia seguixen sent els més utilisats. No obstant, des de la publicació del treball original d'Einstein s'han descobert un conjunt chicotet de postulats suficients per a derivar la teoria. En particular, varis autors han mostrat que és possible derivar l'estructura de la teoria de la relativitat especial a partir del principi de relativitat per sí solament junt en algunes suposicions sobre la simetria i homogeneïtat de l'espai-temps. Tals derivació donen pas a una teoria lliure d'una velocitat constant universal, i en el seu lloc existix una velocitat constant $K$, que deu determinar-se experimentalment. Per eixemple, un $K$ infinit correspondria a la relativitat Galileana. No obstant, una volta que l'experiment assigna $K=c$, la teoria correspon exactament a la teoria de la relativitat especial. Conseqüentment, els resultats de tal aproximació d'un sol postulat satisfan la relativitat especial mentres resalten l'importància del principi de relativitat. Ells canvien el rol de la velocitat constant universal, passant de causa a una conseqüència.

En el mateix sentit el físic rus Anatoli Logunov va demostrar en 1984 que la teoria de la relativitat derivada per Einstein és una miqueta menys general que la derivada de l'únic postulat de que l'estructura de l'espai-temps és la d'una geometria pseudoeuclídea com la del espai de Minkowski. En eixa derivació més general la teoria pot tractar sense problemes sistemes accelerats que la mètrica pren una forma diferent de la canònica. Ademés es demostra que la velocitat física de la llum és constant i igual a c per a tots els observadors, encara que la velocitat coordenada de la llum (la que va usar Einstein) en sistemes no inerciales pot diferir segons la direcció en sistemes accelerats (no aixina la velocitat física de la llum).

Referències

Bibliografia adicional

• A. A. Logunov, 1998, Curs de Teoria de la Relativitat i de la gravitació, Universitat Estatatal de Lomonósov, Moscou, ISBN 5-88417-162-5.