Dilatación temporal, contracción longitudinal y las transformaciones de Lorentz

Ya hemos visto con suficiente detalle el experimento que puso sobre aviso a los físicos de la incompatibilidad entre mecánica y electrodinámica, y la posterior creación de la relatividad especial, desglosando las contribuciones de cada físico implicado. Intentando ahondar en estos problemas, Lorentz llegó a sus famosas transformaciones… pero por la vía errónea. Como Poincaré hizo notar, una conspiración de la naturaleza no podía ser sino una ley física. Y Einstein la encontró.

En este blog, de momento, no queremos hacer entradas con desarrollos teóricos cual libro de texto, aunque no descarto preparar algún minicurso para los interesados en el futuro. Queremos traer entradas interesantes, sobre aspectos de la física en los que quizá no habías reparado o temas que en la divulgación usual se quedan cortos de explicación. Pero me quedaría con la espinita clavada si solo mostramos como manera de llegar a las ecuaciones de Lorentz la intención de arreglar un experimento que no necesitaba arreglo. Así que esta entrada la dedicaremos a obtener las transformaciones de Lorentz partiendo del principio de relatividad y la constancia de la velocidad de la luz para todos los observadores inerciales.

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¿Por qué el mérito de la creación de la relatividad especial es de Einstein?

En la entrada anterior vimos el experimento de Michelson y Morley y el trabajo de Lorentz intentando hacer cuadrar la relatividad galineana con el electromagnetismo de Maxwell. Allí entendimos que el electromagnetismo y la mecánica de Newton son incompatibles. A los físicos les quedaban dos opciones: o modificaban la mecánica o modificaban el electromagnetismo. Aunque algunos empezaban a entender que modificar el electromagnetismo no iba a ser posible, ninguno antes que Einstein supo dar con la tecla adecuada.

En esta entrada veremos cómo se desarrolló la teoría de la relatividad especial. Las contribuciones de Lorentz, Larmor, Voigt y sobretodo Poincaré, quien más cerca estuvo de adelantarse a Einstein en la creación de la relatividad especial. Y con ello entenderemos porqué el trabajo de Einstein fue tan revolucionario y su enfoque tan distinto. En definitiva, veremos porqué la teoría de la relatividad especial es mayormente mérito de Albert Einstein.

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El experimento de Michelson-Morley y las transformaciones de Lorentz

En esta entrada vamos a diseccionar el experimento de Michelson y Morley, diseñado para medir la velocidad absoluta de la Tierra respecto al éter, que se mostraba como un sistema de referencia privilegiado. Para ello, tendremos que comprender primero qué es el éter y por qué era necesario. Entender qué dice el principio de relatividad de Galileo y por qué las ecuaciones de Maxwell no lo cumplían. Qué encontraron Michelson y Morley en su experimento y cómo lo explicaron Lorentz y Fitzgerald. Y veremos además el trabajo de Lorentz, el cual era mucho más extenso y profundo de lo que se suele contar en los libros de divulgación, desembocando finalmente en las famosas transformaciones de Lorentz… aunque por una vía muy distinta a la correcta.

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¡E=mc² está mal!

Oh, la masa, esa gran desconocida. Entendida como cantidad de materia y fuente de gravedad por Newton, conservada según Lavoisier, resistencia a cambios en el movimiento según Descartes… El concepto de masa sigue trayendo quebraderos de cabeza a todo aquel (físico o no) que se para un momento a pensar sobre él. Hoy vamos a hablar de la masa en relatividad especial. Del famoso E=mc² y los errores asociados a la fórmula más famosa de la física.

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