VIDEO DEL TRANSBORDADOR ESPACIAL ENDEAVOUR UNIDO A LA ESTACION "ISS": "Si bien la misión STS-134 del transbordador Endeavour concluyó de manera exitosa a principios de mes, la NASA continúa ofreciéndonos información sobre esta. Ahora publicaron una serie de espectaculares fotografías del transbordador mientras permanecía unido a la Estación Espacial Internacional (ISS).
Las instantáneas fueron tomadas desde la cápsula Soyuz TMA-20 (que permanecía unida a la ISS), a bordo de la cápsula se encontraban la astronauta estadounidense Catherine Coleman, el cosmonauta ruso Dmitri Kondratiev y el italiano Paolo Nespoli. Fue precisamente este último el encargado de tomar las fotografías cuando la cápsula se encontraba a una distancia de 180 metros.
Es la primera vez que se obtienen este tipo de fotografías desde una Soyuz rusa, ya que nunca antes se había autorizado el desacople de una de estas cápsulas mientras un transbordador se encontraba acoplado la a ISS.
Para lograr obtener dichas fotografías se tuvo que girar toda la ISS 40 minutos antes de la separación de la Soyuz, situándose en una posición inclinada de 90° en relación al horizonte. Una vez que Nespoli comenzó a sacar la secuencia fotográfica la ISS realizó un giro de 90°, procedimiento que se extendió por unos 15 minutos (hasta que la ISS y el Endeavour se quedaron a oscuras).
Ahora la NASA se encuentra negociando con su par rusa la posibilidad de repetir la maniobra en la próxima misión del transbordador Atlantis, aunque es muy probable que no se pueda llevar a cabo.
FUENTE: LA NASA / LIC:RENE DAVILA /10060011
"
Ventana de informacion sobre la conservación del medio ambiente.
sábado, 11 de junio de 2011
CUATRO TEORIAS QUE INFLUYEN EL EL COMPORTAMIENTO DE LA NATURALEZA Y EL UNIVERSO.
CUATRO TEORIAS QUE INFLUYEN EL EL COMPORTAMIENTO DE LA NATURALEZA.:
"Las cuatro joyas son teorías maduras, pero nunca absolutas o definitivas, ya que tal cosa no existe en la ciencia. Hasta la fecha, las predicciones realizadas a la luz de estas teorías han coincidido siempre con los hechos observados. En algunos casos su precisión es asombrosa, de hasta veinte lugares decimales.
Nos referiremos brevemente a estas cuatro maravillas.
1. La Evolución. Se inició en el Siglo XIX pero se desarrolló plenamente en el XX, con el descubrimiento del ADN, que ha permitido descifrar los códigos genéticos de animales y plantas, incluido el humano. Establece que las especies no son inmutables, sino que cambian todo el tiempo. Pequeñas variaciones en la información genética de las especies, contenidas en su ADN, resultan a veces ventajosas para ésta, por lo que terminan generalizándose entre sus miembros. A lo largo de enormes períodos, estos cambios se acumulan, derivando en nuevas especies. De esta manera, la vida es como un árbol cuyas hojas son las especies, cada una con muchos ancestros y parientes, hasta llegar a una raíz común. El ADN de todos los seres vivientes está hecho de los mismos materiales básicos (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo). Todo ser vivo transmite su información genética por medio del ADN, que está compuesto de sólo cuatro moléculas básicas y que tiene la forma de una doble hélice. Los genes, que están en el ADN, pueden transferirse entre especies y seguir funcionando igual. Sobresalen Mendel, Lamarcke, Darwin y Wallace.
2. La Relatividad. Einstein propuso su Teoría de la Relatividad Especial en 1905 y su Teoría de la Relatividad General en 1915. A partir de entonces, el tiempo es visualizado como una dimensión más, como la altura, la anchura y la profundidad; el tiempo es otra dimensión de la materia, que está íntimamente entretejida con las tres dimensiones espaciales. El tiempo y el espacio no son absolutos; se estiran y se encogen en función de variables como la velocidad y la gravedad. Si usted viajara extensas distancias a velocidades muy grandes, por ejemplo, el tiempo transcurriría más lentamente para usted que para quienes nos quedáramos en la tierra, de una manera apreciable. A su regreso, podría ser que usted fuera menos viejo que sus hijos. Esto no es ciencia ficción, sino una realidad comprobada millones de veces cotidianamente con el uso de artefactos, como los teléfonos celulares, cuya tecnología requiere de esta teoría.
3. El Big Bang. Cuando una ambulancia se acerca hacia nosotros sonando su sirena, podemos percibir cómo el tono de la misma sube paulatinamente para luego bajar poco a poco cuando el vehículo se aleja. Este fenómeno se conoce como el efecto Dopler. Se debe a que las ondas sonoras llegan con más frecuencia a nuestros oídos cuando la sirena se acerca, ayudadas por la velocidad de la ambulancia; por eso escuchamos que la nota sube de tono. Esto mismo ocurre con las ondas de luz. Cuando un objeto que emite luz se nos acerca, nosotros observamos que dicha luz se corre hacia el violeta (nota aguda), pero cuando se va alejando la vemos como corrida hacia el rojo (nota grave). Edwin Hubble enunció en 1929 que todas las galaxias emiten luz que está corrida hacia el rojo, lo que revela que se van alejando. Entre más lejana es la galaxia, mayor es el corrimiento de su luz hacia el rojo. Esta fue nuestra primera señal de que el universo se expande. Esto indica que alguna vez estuvo todo concentrado en un punto inimaginablemente pequeño. El universo no surgió en el tiempo y en el espacio, sino que tanto el espacio como el tiempo surgieron con el universo, en el Big Bang. Haciendo los cálculos hacia atrás, se ha establecido que todo el universo estuvo concentrado hace unos trece mil setecientos millones de años, cuando se produjo la “explosión sui generis” hoy denominada Big Bang. Se ha detectado una radiación de microondas procedente del Big Bang, que se encuentra en todos lados; se la conoce como CMBR (Cosmic Microwave Background Radiation) y es lo más estático que el humano ha podido observar, aunque no lo es de manera absoluta. Sobresalen Lemaitre, Gamow, Hoyle, Guth, etc.
4. La Cuántica Incierta o Indeterminada. Iniciada en 1900 por Max Planck. Las teorías de la Relatividad y del Big Bang, si bien revolucionarias, plantean una visión determinista de la realidad. Es decir, una visión en la que, conocidas las condiciones de un sistema en un momento dado, se es capaz de determinar con precisión sus condiciones en cualquier otro momento. Esto es diferente en el caso de la Cuántica Incierta, la que lidia con los fenómenos a niveles atómicos y subatómicos. Esta teoría no es determinista en el sentido de que establece que lo observado nunca puede ser conocido a plenitud, por lo que no queda más que recurrir a las probabilidades de que las cosas sean de una cierta manera, no a las observaciones precisas de dichas cosas. Pese a lo anterior, las predicciones realizadas por la teoría cuántica, basadas en las probabilidades, se han comprobado en la totalidad de las observaciones realizadas hasta la fecha, con un grado de precisión enorme. No tendríamos computadoras, ni muchos otros artilugios modernos, si la cuántica no fuera precisa. Las consecuencias de esta teoría, y las observaciones realizadas para formularla, son todavía más contra-intuitivas que las que proceden de la Relatividad, como la dilatación del tiempo, por ejemplo. Son consecuencias que desafían nuestra noción de “sentido común”. Entre otras, están las siguientes: una partícula puede estar en varios sitios a la vez, pero no varias partículas en un mismo sitio simultáneamente; una partícula puede pasar de un sitio a otro sin cruzar los espacios intermedios; del vacío pueden surgir de manera espontánea partículas apareadas de materia y anti-materia que no son causadas por nada; en un mismo fenómeno se puede observar un comportamiento tanto de onda como de partícula, el vacío absoluto no existe, etc. Sobresalen Planck, Heisenberg, Schrödinger, Bohr, Pauli, Feynman, etc.
Es imposible sobreestimar la importancia de estas teorías. Son joyas de gran utilidad y de extraordinaria belleza. Hay que darlas a conocer.
FUENTE:NUEVO DIARIO / LIC:RENE DAVILA / 10060011
"
Nos referiremos brevemente a estas cuatro maravillas.
1. La Evolución. Se inició en el Siglo XIX pero se desarrolló plenamente en el XX, con el descubrimiento del ADN, que ha permitido descifrar los códigos genéticos de animales y plantas, incluido el humano. Establece que las especies no son inmutables, sino que cambian todo el tiempo. Pequeñas variaciones en la información genética de las especies, contenidas en su ADN, resultan a veces ventajosas para ésta, por lo que terminan generalizándose entre sus miembros. A lo largo de enormes períodos, estos cambios se acumulan, derivando en nuevas especies. De esta manera, la vida es como un árbol cuyas hojas son las especies, cada una con muchos ancestros y parientes, hasta llegar a una raíz común. El ADN de todos los seres vivientes está hecho de los mismos materiales básicos (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo). Todo ser vivo transmite su información genética por medio del ADN, que está compuesto de sólo cuatro moléculas básicas y que tiene la forma de una doble hélice. Los genes, que están en el ADN, pueden transferirse entre especies y seguir funcionando igual. Sobresalen Mendel, Lamarcke, Darwin y Wallace.
2. La Relatividad. Einstein propuso su Teoría de la Relatividad Especial en 1905 y su Teoría de la Relatividad General en 1915. A partir de entonces, el tiempo es visualizado como una dimensión más, como la altura, la anchura y la profundidad; el tiempo es otra dimensión de la materia, que está íntimamente entretejida con las tres dimensiones espaciales. El tiempo y el espacio no son absolutos; se estiran y se encogen en función de variables como la velocidad y la gravedad. Si usted viajara extensas distancias a velocidades muy grandes, por ejemplo, el tiempo transcurriría más lentamente para usted que para quienes nos quedáramos en la tierra, de una manera apreciable. A su regreso, podría ser que usted fuera menos viejo que sus hijos. Esto no es ciencia ficción, sino una realidad comprobada millones de veces cotidianamente con el uso de artefactos, como los teléfonos celulares, cuya tecnología requiere de esta teoría.
3. El Big Bang. Cuando una ambulancia se acerca hacia nosotros sonando su sirena, podemos percibir cómo el tono de la misma sube paulatinamente para luego bajar poco a poco cuando el vehículo se aleja. Este fenómeno se conoce como el efecto Dopler. Se debe a que las ondas sonoras llegan con más frecuencia a nuestros oídos cuando la sirena se acerca, ayudadas por la velocidad de la ambulancia; por eso escuchamos que la nota sube de tono. Esto mismo ocurre con las ondas de luz. Cuando un objeto que emite luz se nos acerca, nosotros observamos que dicha luz se corre hacia el violeta (nota aguda), pero cuando se va alejando la vemos como corrida hacia el rojo (nota grave). Edwin Hubble enunció en 1929 que todas las galaxias emiten luz que está corrida hacia el rojo, lo que revela que se van alejando. Entre más lejana es la galaxia, mayor es el corrimiento de su luz hacia el rojo. Esta fue nuestra primera señal de que el universo se expande. Esto indica que alguna vez estuvo todo concentrado en un punto inimaginablemente pequeño. El universo no surgió en el tiempo y en el espacio, sino que tanto el espacio como el tiempo surgieron con el universo, en el Big Bang. Haciendo los cálculos hacia atrás, se ha establecido que todo el universo estuvo concentrado hace unos trece mil setecientos millones de años, cuando se produjo la “explosión sui generis” hoy denominada Big Bang. Se ha detectado una radiación de microondas procedente del Big Bang, que se encuentra en todos lados; se la conoce como CMBR (Cosmic Microwave Background Radiation) y es lo más estático que el humano ha podido observar, aunque no lo es de manera absoluta. Sobresalen Lemaitre, Gamow, Hoyle, Guth, etc.
4. La Cuántica Incierta o Indeterminada. Iniciada en 1900 por Max Planck. Las teorías de la Relatividad y del Big Bang, si bien revolucionarias, plantean una visión determinista de la realidad. Es decir, una visión en la que, conocidas las condiciones de un sistema en un momento dado, se es capaz de determinar con precisión sus condiciones en cualquier otro momento. Esto es diferente en el caso de la Cuántica Incierta, la que lidia con los fenómenos a niveles atómicos y subatómicos. Esta teoría no es determinista en el sentido de que establece que lo observado nunca puede ser conocido a plenitud, por lo que no queda más que recurrir a las probabilidades de que las cosas sean de una cierta manera, no a las observaciones precisas de dichas cosas. Pese a lo anterior, las predicciones realizadas por la teoría cuántica, basadas en las probabilidades, se han comprobado en la totalidad de las observaciones realizadas hasta la fecha, con un grado de precisión enorme. No tendríamos computadoras, ni muchos otros artilugios modernos, si la cuántica no fuera precisa. Las consecuencias de esta teoría, y las observaciones realizadas para formularla, son todavía más contra-intuitivas que las que proceden de la Relatividad, como la dilatación del tiempo, por ejemplo. Son consecuencias que desafían nuestra noción de “sentido común”. Entre otras, están las siguientes: una partícula puede estar en varios sitios a la vez, pero no varias partículas en un mismo sitio simultáneamente; una partícula puede pasar de un sitio a otro sin cruzar los espacios intermedios; del vacío pueden surgir de manera espontánea partículas apareadas de materia y anti-materia que no son causadas por nada; en un mismo fenómeno se puede observar un comportamiento tanto de onda como de partícula, el vacío absoluto no existe, etc. Sobresalen Planck, Heisenberg, Schrödinger, Bohr, Pauli, Feynman, etc.
Es imposible sobreestimar la importancia de estas teorías. Son joyas de gran utilidad y de extraordinaria belleza. Hay que darlas a conocer.
FUENTE:NUEVO DIARIO / LIC:RENE DAVILA / 10060011
"
LA FAMOSA PARADOJA DE LOS GEMELOS DE EINSTEIN.
Es imposible mencionar a Einstein sin que nos venga a la mente la famosa paradoja de los gemelos. Esta fue postulada para desarrollar lo que conocemos como Teoría de la Relatividad, según la cual el tiempo y el espacio no son variables absolutas, sino que los resultados de sus mediciones dependen del estado de movimiento de los observadores que las realicen.
Para formular la paradoja, se lleva a cabo un experimento mental. Se toman dos gemelos y a uno de ellos se le envía en un vuelo espacial a casi la velocidad de la luz. Su hermano, en cambio, permanece en la Tierra. Cuando el gemelo astronauta regrese a casa, se encontrará con una situación insólita: su hermano envejeció mucho más que él.
La explicación de este fenómeno estaría basada en la llamada dilatación temporal, la cual nos dice que el viajero percibirá su tiempo dentro de la nave mucho más lento que el tiempo del planeta y, por tanto, se mantiene más joven que su hermano.
Sin embargo, una paradoja aparece cuando nos hacemos el siguiente cuestionamiento: si el tiempo y el espacio son relativos, desde el punto de vista del astronauta, ¿quién se marcha en realidad? Para el viajero, la Tierra se alejaría cada vez más y más a la velocidad de la luz, de lo que podríamos deducir que su hermano debería envejecer mucho menos. Suena absurdo, ¿no?
La solución a esta paradoja se obtiene dentro del marco de la relatividad general y su explicación es bastante sencilla. No existe tal contradicción, pues en el experimento no hay en verdad una simetría. Si observamos bien, sólo el gemelo que viaja al espacio está sujeto a un proceso de aceleración-desaceleración.
Sobre ello hay varios enfoques. Algunos físicos hablan de campos inerciales, otros ―es el caso de Einstein― hablan de dilataciones temporales gravitatorias con efectos en la aceleración. En cualquier caso, los cálculos realizados, mediante la interacción de todas las variables, arrojan un resultado único: el gemelo que permanece en Tierra es en realidad quien envejece primero. Y el nombre del experimento sería sólo eso, un modo de postular tan interesante problemática.
LIC:RENE DAVILA / 08060011"
SIGNIFICADO DEL CERO ABSOLUTO.
El cero absoluto es la temperatura más baja posible. Teóricamente las partículas subatómicas perderían toda su energía, por lo que los electrones y protones se unirían en una “sopa cuántica”. Esta temperatura es de -273.15°C o bien 0° Kelvin.
Lord Kelvin fue quien calculó el cero absoluto, y para ello se basó en el hecho de que cuando se enfría un gas, su volumen va disminuyendo en proporción a su temperatura. Es decir que cada grado de temperatura que baja el gas, también disminuye su volumen en un porcentaje especifico, de este hecho dedujo que a una temperatura de -273.15°C el volumen se haría cero, algo que posiblemente no pase en la práctica, sin embargo, ocurren muchas cosas curiosas al acercarse a esta temperatura.
Hasta este momento, sigue siendo una temperatura teórica ya que ha sido imposible llegar a tan baja temperatura, sin embargo, si que se han alcanzado temperaturas tan bajas como 0.45° nanoKelvin (0.00000000045 Kelvin) en un experimento realizado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts con átomos de sodio en el 2003.
En nuestro sistema solar se ha logrado detectar temperaturas tan bajas como -240°C en áreas que se encuentran en sombra permanente como son los cráteres situados en el polo sur de la Luna. En el universo la temperatura más baja registrada es en la Nebulosa del Boomerang a 5,000 años luz de nosotros, en la constelación de Centaurus, unos gases emitidos por una estrella moribunda se han expandido y enfriado rápidamente hasta 1° Kelvin. En general, las nubes de gas tienden a tener una temperatura alrededor de los 2.7° Kelvin debido a la radiación cósmica de microondas.
Pero ¿qué es lo que sucede a temperaturas tan bajas? Bueno, a temperaturas cercanas al cero absoluto las partículas subatómicas van perdiendo su energía, y se van “combinando” o superponiendo formando de esta manera un “súper-átomo”, conocido como condensado Bose-Einstein. En este estado, la materia adquiere características asombrosas como la superconductividad (mucho mayor que la del oro y el cobre) y la superfluidez (el helio a bajas temperaturas se convierte en un liquido sin prácticamente nada de viscosidad).
LIC.RENE DAVILA. / 08060011"
domingo, 5 de junio de 2011
MARAVILLOSA VISTA DE LA TIERRA DESDE EL TRANSBORDADOR ENDEAVOUR.
El Dr. Justin Wilkinson, del equipo de astronautas de la NASA, narra en este video lo que los astronautas ven desde su puesto de trabajo cuando nos miran a los que estamos aquí abajo.
El video inicia su recorrido en las costas de Namibia, una de las vistas más hermosas que -en opinión de los astronautas- se puede contemplar desde el espacio. Las dunas rojas del desierto contrastan con el azul del mar y el blanco de las nubes para seguir a continuación al sur de Italia, a la isla de Sicilia.
Durante siete espectaculares minutos este video nos muestra imágenes espectaculares, serenas y magníficas de nuestro hogar, la Tierra.
El video inicia su recorrido en las costas de Namibia, una de las vistas más hermosas que -en opinión de los astronautas- se puede contemplar desde el espacio. Las dunas rojas del desierto contrastan con el azul del mar y el blanco de las nubes para seguir a continuación al sur de Italia, a la isla de Sicilia.
Durante siete espectaculares minutos este video nos muestra imágenes espectaculares, serenas y magníficas de nuestro hogar, la Tierra.
sábado, 4 de junio de 2011
SOBRE EL PRINCIPIO DE LA LEY DE LA RELATIVIDA-1
La palabra relatividad es de esas que nunca pasa desapercibida. A mucha gente incluso le suscita hasta miedo. “¡qué difícil!”. Hasta el punto que corren mitos estúpidos, como el que asegura que únicamente tres personas la comprenden totalmente.
Eso quizá era así en la década de 1910, pero desde entonces ha habido un siglo de trabajo y no sólo cualquier persona con el título de física sé exige una comprensión meridiana de la teoría, sino que incluso dicha comprensión es mayor de la que nunca llegó a tener el mismo Einstein (si quería saber más, que no se hubiera muerto, ¿no?).
Al oír la palabra relatividad, uno inconscientemente piensa en Einstein. Yo mismo caí en dicha trampa en los párrafos anteriores. Aunque, con uno u otro nombre, el concepto es muy anterior.
¿Qué significa, pues, el concepto de relatividad? No, no vale decir qué “todos es relativo”, aunque en cierto sentido los tiros van por ahí. En resumidas cuentas, la idea de la relatividad es que toda observación de la naturaleza está ligada a un observador. Perogrullo, ¿no?
Pues no. Porque ello también quiere decir que observadores diferentes pueden hacer observaciones diferentes sobre el mismo fenómeno. Y ojo, que he dicho pueden, no que deben. No es obligatorio.
En el fondo no es nada a lo que no estemos acostumbrados. Lo experimentamos cada día, por ejemplo en el transporte. Por ejemplo, yo ahora mismo estoy en un tren de cercanías escribiendo este texto en mi móvil moderno. Al mirar la pantalla, la veo totalmente quiera respecto a mi. Hasta el punto que no tengo mayor problema para pulsar las teclas (el único problema es decidir el orden en que teclear, lo cual no es tan fácil).
Sin embargo, el pescador que acabo de ver pasar por la ventana diría todo lo contrario. Para él, tanto yo como mi móvil han pasado a unos 90km/h, y le sería muy difícil leer la pantalla (lo siento, tendrás que esperar en leerlo en xataka ciencia, amigo; como todo el mundo).
Igualmente, para el pescador su caña estaba totalmente quiera, clavada en la arena. Para mi, no obstante, la caña sé movía hacia atrás, a esos mismos 90km/h. Sí que estaba clavada en la playa, por supuesto, pero es que el pavimento también sé movía hacia atrás a toda velocidad, desde mi punto de vista.
Pescador, cerca de la vía del mar
Aquí es cuando llega el listillo de turno y dice “pero sabemos que lo que sé mueve es él tren, y con él tú y tu móvil”. Error. Esa afirmación es un artificio debido a la forma en que estamos acostumbrados a ver él mundo. Para poder funcionar en la vida cotidiana, inconscientemente asignamos el carácter de absoluto al movimiento de la Tierra. Es decir, para nosotros el planeta está quito y nosotros nos movemos en relación a él.
Pero lo importante es la parte de “en relación a“. Sigue siendo una observación relativa porque hemos decidido usar un observador concreto, que nos va bien para vivir y entendernos entre nosotros. Pero eso no significa que sea la única elección físicamente posible.
Podríamos haber elegido el tren como sistema de referencia, y todo funcionaria perfectamente. Aunque sería un poco incómodo, ¿no? La Tierra es un sistema de referencia cómodo, pero no es intrínsecamente mejor.
Hasta ahora hemos dicho que él concepto de relatividad (no sólo la de Einstein) se basa en entender que cada observación está ligada a un observador concreto, a un sistema de referencia. Y que observaciones sobre el mismo fenómeno realizadas por observadores diferentes pueden arrojar valores dispares. Aunque todos los resultados serán correctos dentro del sistema de referencia concreto usado por ese observador.
Si todos los observadores son igualmente válidos para observar la naturaleza, eso significa que las leyes de la Física deben ser las mismas para todos. Eso vale a todos los niveles. En última instancia, las ecuaciones matemáticas utilizadas deben ser idénticas en todos los sistemas de referencia. Los valores concretos pueden cambiar, las ecuaciones no.
¿Eso quiere decir que dos observadores en sistemas de referencia diferentes están condenados a no entenderse jamás, a no poder compartir datos de sus observaciones? Por supuesto que no. Si sabemos las características de cada sistema referencial, siempre es posible deducir ecuaciones de transformación que nos permitan relacionar las mediciones de ambos sistemas. Es decir, sabiendo él resultado obtenido en un sistema de referencia, podemos automáticamente saber cual sería el valor obtenido en cualquier otro.
Las diferentes teorías de la relatividad que ha habido (podemos distinguir por lo menos tres históricamente muy importantes, más adelante las veremos) llevan asociadas formas de realizar la transformación de un sistema de referencia a otro muy distintas.
Broche de cintas métricas, utilizadas para observar la naturaleza
Por ejemplo, la mecánica clásica suele asociarse a las transformaciones de Galileo. Este es el tipo más sencillo de relatividad, todos estamos muy acostumbrados a vivirla día a día; se pueden resumir en la simple suma de velocidades. Si bien sus predicciones fallan completamente en regímenes de muy altas velocidades. Las transformaciones de Galileo ya dejan en evidencia que no hay ningún sistema de referencia intrínsecamente mejor que otro.
Esta carencia de un observador absoluto inquietaba al mismo Newton, probablemente debido a la mentalidad de la época. Para paliar ese “problema” en sus Principia, la obra que dio a ligar a la mecánica clásica, siempre hablaba del sistema de referencia de las estrellas lejanas fijas.
Era un artificio incorrecto: las estrellas no están fijas, sólo tan lejos que no apreciamos el movimiento; se mueven unas respecto a las otras, por lo que cada estrella está en su propio sistema de referencia, no hay uno sólo. Y, además, innecesario: la mecánica se puede plantear en un sistema de referencia cualquiera, y después usar las transformaciones de Galileo para pasar al resto de sistemas.
Pero… ¿cualquier observador sirve? ¿O tiene que cumplir alguna condición especial? Pues, depende de qué teoría de relatividad estemos manejando. De hecho, siguiendo con el ejemplo de Galileo, no nos sirven todos los observadores, sólo aquellos qué estén en un sistema de referencia inercial. Podemos distinguir un sistema inercial porqué siempre se mueve a la misma velocidad, uniforme, respecto de otro sistema inercial.
El lector atento se habrá percatado que la definición dada requiere de un primer sistema inercial para ver si los demás lo son o no. Y, en efecto, es así. Es una definición circular, necesitamos el elemento definido para poder definirlo. Precisamente para evitar esta incomodidad Newton se inventó lo de las estrellas lejanas.
A parte de lo complicado que resulta dar una definición formal, el concepto de inercialidad es muy sencillo. Un sistema es inercial si sobre él no actúa ninguna influencia externa (o si las que actúan se compensan sobre sí). Como sabéis, algo libre de toda influencia neta, por inercia (de ahí el nombre), mantendrá su estado inmutable de forma indefinida. Eso es lo que viene bien para crear un sistema de referencia. Estaríamos listos si la referencia cambiara a medio experimento.
Pero… ¿qué hay en el universo qué esté plenamente libre de influencias? Pues nada, por desgracia. Es decir, en realidad los sistemas de referencia inerciales no existen. Son un concepto ideal, como tantos otros. A la práctica, lo importante es qué nuestro sistema de referencia sea lo suficientemente inercial como para que los efectos no inerciales apenas se noten dentro del margen de error del experimento.
LIC:RENE DAVILA /04060011"
SOBRE EL PRINCIPIO DE LA LEY DE RELATIVIDAD.
SOBRE EL PRINCIPIO DE LA LEY DE RELATIVIDAD.: ":yikes: :troll:
Un observador que no conozca las leyes de transformación puede volverse loco
La relatividad de Galileo estuvo vigente durante un par de centurias. Pero a principios del siglo XX nos dimos cuenta que no casaba bien con algunas cosas. En particular, con el electromagnetismo.
Por aquél entonces el electromagnetismo era una teoría joven, pero arrancaba con fuerza cosechando éxitos impresionantes. Pero no se llevaba bien con las transformaciones de Galileo. En resumidas cuentas, simplificando mucho, sí un observador inercial realiza una observación sobre un fenómeno electromagnético e intenta usar las transformaciones para.averiguar el resultado obtenido por otro observador inercial diferente, resulta que fracasa estrepitosamente.
Dicho de otra forma, las ecuaciones del electromagnetismo son diferentes en cada sistema de referencia, lo cual es inaceptable para el principio de referencia. Además, nos crea el problema de tener que elegir qué sistema de referencia escoger. Durante algunos años se creyó que era debido a que había algún motivo por el que, en electromagnetismo, hay un sistema de referencia intrínsecamente mejor que los demás, rompiendo de raíz con el principio de relatividad. De esta forma, volvía el concepto de sistema de referencia.absoluto, pero esta vez sin estrellas lejanas.
A éste sistema de referencia hipotético se le llamó éter, seguro que os suena la palabra. Y debía tener unas propiedades extrañísimas para permitir la enorme velocidad de las ondas electromagnéticas. Con la perspectiva moderna, hablar del éter puede incluso llegar a parecer ridículo. Pero, ¿quién iba a pensar que las transformaciones de Galileo estaban mal?
Pues lo pensó un tal Lorentz. Aunque él se lo planteó como un ejercicio más bien matemático, no fue hasta el advenimiento de Einstein que se tubo claro que había que modificar la relatividad de Galileo para dar lugar a unas nuevas leyes de transformación que sean amigables con el electromagnetismo. Precisamente, las descubiertas por Lorentz.
Llegados a este punto, dos incisos. Aunque la relatividad de Einstein y Lorentz históricamente apareció para reconciliar él electromagnetismo con él resto de la física, las nuevas transformaciones modifican también la mecánica clásica de raíz. Y mucho. A menudo esta nueva versión del mundo clásico recibe él nombre de “mecánica relativista”. Pero no os llevéis a engaño, la otra también tiene un principio de relatividad, el de Galileo.
Por supuesto, la mecánica relatividad se parece mucho a la clásica en situaciones cotidianas. Los efectos relativistas sólo son notorios cuando intervienen velocidades próximas a la de la luz (o cuando la precisión del experimento es enorme, por ejemplo el efecto Mosbauer permite observar relatividad a velocidades de unos cuántos cm/s).
Precisamente costó mucho entender las transformaciones de Lorentz porque dichas velocidades no son muy comunes. Si viéramos en un mundo de altas velocidades, jamás se nos habría ocurrido recurrir a una simplificación, como fueron las transformadas de Galileo.
Einstein y Henri Poincaré
El electromagnetismo tiene la virtud que implica objetos que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. De echo, las ondas electromagnéticas se mueven a esa velocidad, exactamente… porque de echo, son luz.
Pero quiero dejar claro que ni el electromagnetismo, ni la luz en si, no tienen nada de especial. Simplemente se cruzaron en el camino de la ciencia en el momento adecuado. Si hubiera sido posible detectar las ondas gravitatorias antes que las electromagnéticas, por decir algo, la relatividad se habría podido construir en base a ello, y ahora estaríamos hablando de “la velocidad de la gravedad”.
De esta forma, la relatividad de Einstein, con las transformaciones de Lorentz, es una ampliación de la galileana, que provoca grandes cambios. Pero que muy grandes,... aunque no me voy a parar en ellos ahora, eso lo dejo para otro día. Hoy sólo nos centramos en el principio de relatividad en sí.
Sin embargo, Einstein heredó de Galileo la necesidad de que los sistemas de referencia sean inerciales. Es decir, las transformaciones de Lorentz sólo nos sirven para relacionar mediciones hechas por dos observadores inerciales. ¿Es posible eliminar esta restricción?
La respuesta es sí. Pero es bastante más difícil. De hecho, conseguir este punto es esencialmente la panacea: obtendríamos una teoría en que uno podría usar cualquier observador, sin límite de ningún tipo. No en vano la teoría que lo consiguió recibió el nombre de Relatividad General. De nuevo, de mano del mismísimo Einstein (aunque, por supuesto, tubo mucha ayuda; por ejemplo de Poincaré, quien posa a su lado en la fotografía anterior).
Por supuesto, esta nueva relatividad ya no utiliza las transformaciones de Lorentz. El enorme poder de transformar cualquier observador implica también la necesidad de usar una herramienta matemática igualmente potente, pero a su vez difícil y abstracta. Se trata del grupo de difeomorfismos.
Albert se dio cuenta que el problema de generalizar la relatividad estaba muy ligado con la naturaleza de la gravitación. De hecho, cualquier efecto no-inercial que sufra un observador situado en un sistema de referencia no-inercial (valga la redundancia), se puede relacionar con un efecto gravitatorio. Esto es lo que se conoce por el nombre de principio de equivalencia. Pero, como dije antes, no me extenderé en ello hoy.
En resumidas cuentas, si uno quiere formular una teoría de relatividad tiene que hacer dos cosas: primero, definir qué observadores son válidos, y segundo definir las leyes de transformación que relacionan dichos sistemas de referencia. Tanto la relatividad de Galileo como la de Einstein se limitan a sistemas de referencia inerciales; la primera usa las transformaciones de Galileo, la segunda las de Lorentz. Por último, la relatividad general abarca absolutamente todos los observadores posibles, y permite pasar de uno a otro mediante los abstractos difeomorfismos.
:headbang: :sherlock:
LIC:RENE DAVILA/04060011"
Un observador que no conozca las leyes de transformación puede volverse loco
La relatividad de Galileo estuvo vigente durante un par de centurias. Pero a principios del siglo XX nos dimos cuenta que no casaba bien con algunas cosas. En particular, con el electromagnetismo.
Por aquél entonces el electromagnetismo era una teoría joven, pero arrancaba con fuerza cosechando éxitos impresionantes. Pero no se llevaba bien con las transformaciones de Galileo. En resumidas cuentas, simplificando mucho, sí un observador inercial realiza una observación sobre un fenómeno electromagnético e intenta usar las transformaciones para.averiguar el resultado obtenido por otro observador inercial diferente, resulta que fracasa estrepitosamente.
Dicho de otra forma, las ecuaciones del electromagnetismo son diferentes en cada sistema de referencia, lo cual es inaceptable para el principio de referencia. Además, nos crea el problema de tener que elegir qué sistema de referencia escoger. Durante algunos años se creyó que era debido a que había algún motivo por el que, en electromagnetismo, hay un sistema de referencia intrínsecamente mejor que los demás, rompiendo de raíz con el principio de relatividad. De esta forma, volvía el concepto de sistema de referencia.absoluto, pero esta vez sin estrellas lejanas.
A éste sistema de referencia hipotético se le llamó éter, seguro que os suena la palabra. Y debía tener unas propiedades extrañísimas para permitir la enorme velocidad de las ondas electromagnéticas. Con la perspectiva moderna, hablar del éter puede incluso llegar a parecer ridículo. Pero, ¿quién iba a pensar que las transformaciones de Galileo estaban mal?
Pues lo pensó un tal Lorentz. Aunque él se lo planteó como un ejercicio más bien matemático, no fue hasta el advenimiento de Einstein que se tubo claro que había que modificar la relatividad de Galileo para dar lugar a unas nuevas leyes de transformación que sean amigables con el electromagnetismo. Precisamente, las descubiertas por Lorentz.
Llegados a este punto, dos incisos. Aunque la relatividad de Einstein y Lorentz históricamente apareció para reconciliar él electromagnetismo con él resto de la física, las nuevas transformaciones modifican también la mecánica clásica de raíz. Y mucho. A menudo esta nueva versión del mundo clásico recibe él nombre de “mecánica relativista”. Pero no os llevéis a engaño, la otra también tiene un principio de relatividad, el de Galileo.
Por supuesto, la mecánica relatividad se parece mucho a la clásica en situaciones cotidianas. Los efectos relativistas sólo son notorios cuando intervienen velocidades próximas a la de la luz (o cuando la precisión del experimento es enorme, por ejemplo el efecto Mosbauer permite observar relatividad a velocidades de unos cuántos cm/s).
Precisamente costó mucho entender las transformaciones de Lorentz porque dichas velocidades no son muy comunes. Si viéramos en un mundo de altas velocidades, jamás se nos habría ocurrido recurrir a una simplificación, como fueron las transformadas de Galileo.
Einstein y Henri Poincaré
El electromagnetismo tiene la virtud que implica objetos que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. De echo, las ondas electromagnéticas se mueven a esa velocidad, exactamente… porque de echo, son luz.
Pero quiero dejar claro que ni el electromagnetismo, ni la luz en si, no tienen nada de especial. Simplemente se cruzaron en el camino de la ciencia en el momento adecuado. Si hubiera sido posible detectar las ondas gravitatorias antes que las electromagnéticas, por decir algo, la relatividad se habría podido construir en base a ello, y ahora estaríamos hablando de “la velocidad de la gravedad”.
De esta forma, la relatividad de Einstein, con las transformaciones de Lorentz, es una ampliación de la galileana, que provoca grandes cambios. Pero que muy grandes,... aunque no me voy a parar en ellos ahora, eso lo dejo para otro día. Hoy sólo nos centramos en el principio de relatividad en sí.
Sin embargo, Einstein heredó de Galileo la necesidad de que los sistemas de referencia sean inerciales. Es decir, las transformaciones de Lorentz sólo nos sirven para relacionar mediciones hechas por dos observadores inerciales. ¿Es posible eliminar esta restricción?
La respuesta es sí. Pero es bastante más difícil. De hecho, conseguir este punto es esencialmente la panacea: obtendríamos una teoría en que uno podría usar cualquier observador, sin límite de ningún tipo. No en vano la teoría que lo consiguió recibió el nombre de Relatividad General. De nuevo, de mano del mismísimo Einstein (aunque, por supuesto, tubo mucha ayuda; por ejemplo de Poincaré, quien posa a su lado en la fotografía anterior).
Por supuesto, esta nueva relatividad ya no utiliza las transformaciones de Lorentz. El enorme poder de transformar cualquier observador implica también la necesidad de usar una herramienta matemática igualmente potente, pero a su vez difícil y abstracta. Se trata del grupo de difeomorfismos.
Albert se dio cuenta que el problema de generalizar la relatividad estaba muy ligado con la naturaleza de la gravitación. De hecho, cualquier efecto no-inercial que sufra un observador situado en un sistema de referencia no-inercial (valga la redundancia), se puede relacionar con un efecto gravitatorio. Esto es lo que se conoce por el nombre de principio de equivalencia. Pero, como dije antes, no me extenderé en ello hoy.
En resumidas cuentas, si uno quiere formular una teoría de relatividad tiene que hacer dos cosas: primero, definir qué observadores son válidos, y segundo definir las leyes de transformación que relacionan dichos sistemas de referencia. Tanto la relatividad de Galileo como la de Einstein se limitan a sistemas de referencia inerciales; la primera usa las transformaciones de Galileo, la segunda las de Lorentz. Por último, la relatividad general abarca absolutamente todos los observadores posibles, y permite pasar de uno a otro mediante los abstractos difeomorfismos.
:headbang: :sherlock:
LIC:RENE DAVILA/04060011"
Suscribirse a:
Entradas (Atom)