special theory of relativity

Teoría especial de la relatividad

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Cuando oímos hablar de Einstein y la relatividad especial (o la teoría especial de la relatividad, utilizar el nombre real), pensamos en la famosa E = mc^2 ecuación, y las cosas extrañas como la paradoja de los gemelos. Mientras que esas cosas son ciertas e importantes, el problema SR trata de resolver es un ser completamente diferente. Es un intento de defender un principio básico de la física.

El principio básico de la relatividad es que las leyes de la física no cambian cuando se mueve sin aceleración. En otras palabras, movimiento a una velocidad constante es indistinguible de ser estacionaria, por lo que es posible que haya tenido esta ilusión, mientras que en un tren parado en una plataforma que se está moviendo, cuando el tren al lado de usted comience a mover. Sea cual sea experimentos que puede hacer no le dirá si usted está parado o en movimiento.

If you think about it, tiene que ser de esta manera. Si sólo había dos objetos en el universo, no tendría ningún sentido decir que se está moviendo. Sólo el movimiento relativo tiene significado físico. Asociado con cada objeto que se mueve es un sistema de coordenadas, o un marco de referencia, llamado un sistema inercial. Todos los sistemas inerciales son equivalentes, que se considera una simetría en la física y se llama el principio de relatividad.

Simetrías y leyes de conservación

Ahora, vamos a echar un breve tiempo de espera para hablar de simetrías en la física. Cuando escuchas la palabra simetría, se piensa en objetos que tienen el mismo aspecto cuando se les girar o voltear ellas. In physics, esta idea se toma un poco más lejos. El hecho de que las leyes de la física no cambian cuando se los pruebe en un lugar diferente es también una simetría de la naturaleza, llamado simetría de traslación.

Hay un principio matemático llamado teorema de Noether, que establece que cada vez que tenga una simetría, se encuentra una cantidad conservada que corresponde. simetría traslacional y la conservación del momento se relacionan a través de este teorema. Otra simetría es que las leyes de la física son invariantes con el tiempo (Lo que es algo bueno, de lo contrario no tenemos ninguna empresa llamándolos “leyes”). Esta simetría tiene una cantidad conservada que corresponde, que es la energía. Este hecho matemático es la razón por la cual no se puede patentar una máquina de movimiento perpetuo. Viola la conservación de la energía. Si lo que realmente hizo el trabajo, esto significaría que las leyes que gobiernan no sería invariante en el tiempo. En otras palabras, it might not work tomorrow.

La simetría de la dificultad para distinguir entre sistemas inerciales (el principio de la relatividad) en movimiento es el caso de la electricidad y el magnetismo, así. A propósito, No sé lo que la cantidad conservada correspondiente es, pero sospecho que es la longitud del espacio o espacio-tiempo vectores, dependiendo de si se utiliza pre-Einstein (galileo) o post-Einstein (Lorentz) la relatividad. Una bobina móvil junto al imán genera electricidad. La cantidad de electricidad generada sólo depende de la velocidad relativa, No importa si se mueve la bobina o el imán. Por lo que el principio de equivalencia de los sistemas inerciales se mantiene para la electricidad y el magnetismo, así. El electromagnetismo se describe en las ecuaciones de Maxwell (relativa espacio y variaciones en el tiempo en los campos eléctricos y magnéticos a corrientes y cargas) debe ser "covariante" - significado, se debe cambiar en la misma era que las coordenadas se transforman. De otra manera, hornos de microondas podrían funcionar de forma diferente en un avión.

special relativity

Una de las soluciones a las ecuaciones de Maxwell es ondas EM (luz) moviéndose a su velocidad. La covarianza de estas ecuaciones significa que la velocidad de la luz tiene que ser la misma constante cuando se mide en cualquier marco inercial. Basándose en esta observación, Einstein postuló que la constancia de la velocidad de la luz es una ley básica de la naturaleza. Una vez que acepte este postulado, tenemos que aceptar que no cambia cuando se mide en diferentes sistemas inerciales. Para que esta velocidad sea una constante, espacio y el tiempo tendrán que cambiar su lugar. Vamos a profundizar en esta constancia, tanto en términos de la física y la filosofía, en la sección siguiente.

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