Relativitat de la simultaneidad
En física, la relativitat de la simultaneidad és el concepte de que la simultaneidad distant (si dos successos separats espacialmente ocorren al mateix temps) no és absoluta, sino que depén del sistema de referència des del que s'observen els dos events. Esta possibilitat va ser plantejada pel matemàtic Henri Poincaré en 1900 i posteriorment es va convertir en una idea central en la teoria de la relativitat especial.
Descripció
[editar | editar còdic]Segons la teoria especial de la relativitat introduïda per Albert Einstein, és impossible dir en un sentit "absolut" que dos successos distints ocorren al mateix temps si estan separats en l'espai. Si un sistema de referència assigna exactament el mateix temps a dos events que estan en diferents punts de l'espai, un sistema de referència que es mou sobre el primer generalment assignarà temps diferents als dos successos (l'única excepció és quan el moviment és exactament perpendicular a la llínea que conecta les ubicacions d'abdós successos).
Per eixemple, un accident automovilístic en Londres i un atre en Nova York que, per a un observador en la Terra, semblen ocórrer al mateix temps, semblaran haver ocorregut en moments llaugerament diferents per a un observador en un avió que vola entre Londres i Nova York. Ademés, si els dos acontenyiments no poden conectar-se causalment, depenent de l'estat del moviment, l'accident de Londres pot semblar que ocorre primer en un marc de referència determinat, i l'accident de Nova York pot semblar que ocorre primer en un atre. No obstant, si els acontenyiments poden tindre una conexió causal, l'orde de precedència es conserva en tots els sistemes de referència.[1]
Història
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Història de la relativitat especial.
En 1892 i 1895, Hendrik Antoon Lorentz va utilisar un método matemàtic cridat "hora local" t' = t – v x/c2 en la finalitat d'explicar els resultats negatius dels experiments realisats per a detectar la deriva del éter.[2] No obstant, Lorentz no va donar cap explicació física d'este efecte. Aixina ho va senyalar Henri Poincaré, qui ya va destacar en 1898 el caràcter convencional de la simultaneidad, argumentant que és convenient postular la constància de la velocitat de la llum en totes les direccions. No obstant, este artícul no contenia cap discussió sobre la teoria de Lorentz o la possible diferència en la definició de simultaneidad per a observadors en diferents estats de moviment.[3][4]
L'anàlisis d'este concepte es va realisar en 1900, quan Poincaré va deduir l'hora local suponent que la velocitat de la llum és invariante dins de l'éter. Per el "principi del moviment relatiu", els observadors en moviment dins de l'éter també suponen que estan en repòs i que la velocitat de la llum és constant en totes les direccions (solament de primer orde en "v/c"). Per lo tant, si sincronisen els seus rellonges per mig de senyals lluminoses, solament consideraran el temps de trànsit de les senyals, pero no el seu moviment sobre l'éter. Per lo tant, els rellonges en moviment no són sincrónicos i no indiquen l'hora "verdadera". Poincaré va calcular que este error de sincronisació correspon a l'hora local de Lorentz.[5][6] En 1904 va emfatisar la conexió entre el principi de relativitat, el "temps local" i la invariancia de la velocitat de la llum. No obstant, el raonament en eixe artícul es va presentar de manera qualitativa i en caràcter de conjectura.[7][8]
Albert Einstein va utilisar un método similar en 1905 per a deduir la transformació de temps per a tots els órdens en "v/c", és dir, la transformació de Lorentz completa. Poincaré va obtindre la transformació completa a principis de 1905, pero en els artículs d'eixe any no va mencionar el seu procediment de sincronisació. Esta deducció es va basar completament en la invariancia de la velocitat de la llum i en el principi de la relativitat, per lo que Einstein va senyalar que per a l'electrodinàmica dels cossos en moviment l'éter és superfluo. Aixina, la separació entre temps "verdaders" i "locals" de Lorentz i Poincaré es desvanix: tots els temps són igualment vàlits i, per lo tant, la relativitat de la llongitut i del temps és una conseqüència natural.[9][10][11]
En 1908, Hermann Minkowski va introduir el concepte de llínea d'univers d'una partícula[12] en el seu model del cosmos conegut com espai-temps de Minkowski. En la seua opinió, la noció intuïtiva de velocitat es reemplaça per la de rapidea, i el sentit ordinari de simultaneidad es torna dependent de l'ortogonalidad hiperbòlica de les direccions espacials de la llínea de l'univers associada a la rapidea. Llavors, cada sistema de referència inercial té associats una rapidea i un hiperplano de simultaneidad.
En 1990, Robert Goldblatt va publicar el seu llibre Ortogonalidad i geometria de l'espai-temps, abordant directament l'estructura que Minkowski havia ideat per a analisar la simultaneidad.[13] En 2006, Max Jammer, a través del Project MUSE, va publicar Conceptes de simultaneidad: des de l'antiguetat fins a Einstein i més allà. El llibre culmina en el capítul 6, "La transició a la concepció relativista de la simultaneidad". Jammer indica que Ernst Mach desmitificó el temps absolut de la física newtoniana.
Naturalment, les nocions matemàtiques varen precedir a l'interpretació física. Per eixemple, els diàmetros conjugats de dos hipérboles conjugades estan relacionats com l'espai i el temps. El principi de relativitat es pot expressar com l'arbitrarietat de quin parell es pren per a representar l'espai i el temps en un pla.[14]
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Mamone-Capria, Marque(2012).«Simultaneity as an invariant equivalence relation».Foundations of Physics.42(11)
- 1365–1383.doi:10.1007/s10701-012-9674-4.
- ↑ Lorentz, Hendrik Antoon(1895).«Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern».E.J. Brill.
- ↑ Poincaré, Henri(1898–1913).«The foundations of science».Science Press.
- 222–234.
- ↑ Galison, Peter(2003).«Einstein's Clocks, Poincaré's Maps: Empires of Clave».W.W. Norton.
- ↑ Poincaré, Henri(1900).«La théorie de Lorentz et li principe de réaction».Archives Néerlandaises dones Sciences Exactes et Naturelles.5
- 252–278.. See also the English translation.
- ↑ Darrigol, Olivier(2005).«The Genesis of the theory of relativity».Séminaire Poincaré.1
- 1–22.doi:10.1007/3-7643-7436-5_1.
- ↑ Poincaré, Henri(1904–1906).«Congress of arts and science, universal exposition, St. Louis, 1904».Houghton, Mifflin and Company.1
- 604–622.
- ↑ Holton, Gerald(1988).«Thematic Origins of Scientific Thought: Kepler to Einstein».Harvard University Press.
- ↑ . See also: English translation.
- ↑ Miller, Arthur I.(1981).«Albert Einstein's special theory of relativity. Emergence (1905) and early interpretation (1905–1911)».Addison–Wesley.
- ↑ Pais, Abraham(1982).«Subtle is the Lord: The Science and the Life of Albert Einstein».Oxford University Press.
- ↑ Minkowski, Hermann(1909).«Raum und Zeit».Physikalische Zeitschrift.10
- 75–88.
- Various English translations on Wikisource: Space and Clave
- ↑ A.D. Taimanov (1989) "Review of Orthogonality and Spacetime Geometry", Bulletin of the American Mathematical Society 21(1)
- ↑ Whittaker, E.T. (1910). A History of the Theories of Aether and Electricity, 1 edició, Dublin: Longman, Green and Co., p. 441.
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Relatividad de la simultaneidad» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.