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La transformación de Galileo y las contradicciones con la luz

Aquí veremos cómo la física clásica predice escenarios que no están de acuerdo con lo que observamos en la naturaleza. Algo tiene que ceder...

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Transcripción del video

creo que lo que hemos estado desarrollando se está poniendo muy interesante en el primer vídeo hicimos un diagrama espacio-temporal desde mi marco de referencia de verdad y gráfica mostra gec torias en ese diagrama y luego hablamos de nuestra amiga verdad que se encuentra al tiempo de igual a cero verdad se halla justo por arriba de mí es decir en x igual a 0 y se mueve a una velocidad relativa de la mitad de la velocidad de la luz verdad y entonces aquí tenemos su trayectoria verdad quiere decir que al tiempo de igual a cero se encuentra en x igual a 0 es decir está justo sobre de mí pero después de un segundo ella se encuentra a 1.5 por 10 a la 8 metros después de dos segundos ella se encuentra se encuentra justamente a 3 por 10 a la 8 metros y así sucesivamente y entonces este es la trayectoria vista en este diagrama de espacio tiempo y finalmente dijimos que había una serie de naves verdad que se movían con la misma velocidad relativa a mí verdad entonces ente igual a cero aquí se encuentra una nave es decir se halla a tres por diez a la ocho metros de distancia de donde yo me encontraba entre igual a cero verdad entonces para el tiempo te iguala uno por ejemplo pensemos justo en este punto ente igual a uno bueno pues vamos a dar justo las coordenadas verdad ente igual a un segundo vamos a tener que éste se encuentra en la posición x de 4.5 por 10 a la 8 metros muy bien esta sería su posición en x en mi marco de referencia verdad pero cuál sería su posición digamos en este diagrama en el marco de referencia de mi amiga y bueno esto fue en mi marco de referencia verdad simplemente teníamos que trazar una línea vertical para encontrar la posición x y una línea horizontal para encontrar el tiempo verdad pero si lo hacemos en él en el marco de referencia de mi amiga nos fijamos de forma horizontal hasta llegar al eje de prima que es el eje de el eje vertical podríamos pensarlo así de mi amiga verdad y tendríamos que bajar de forma paralela a dicho eje hasta interceptar este digamos este eje verdad que sería el eje x prima y entonces podemos ver que su coordenada t prima sería justamente la misma verdad un segundo mientras que la coordenada x prima sería de 3 por 10 a la 8 metros verdad tenemos que bajar de forma paralela al eje de prima muy bien y esto tiene sentido verdad en realidad es porque se mantienen a la misma distancia por tener la misma velocidad relativa y por lo tanto siempre se encontrará a 3 por 10 a la 8 metros de distancia de mi amiga entonces la pregunta ahora es cómo corden como convertimos las coordenadas x por ejemplo aquí vamos a poner la coordenada xy aquí vamos a poner la coordenada x prima un poquito más más claro la coordenada x prima verdad como convertimos de una a la otra y bueno podemos ver en este ejemplo que x prima siempre va a ser más chico que la coordenada x y esto tiene sentido porque x prima es estacionario desde el digamos desde el marco de referencia de mi amiga pero x avanza en mi marco de referencia verdad la nave se va alejando a medida que el tiempo avanza entonces si pensamos en esta diferencia en la diferencia entre x y equis prima pues esa diferencia o esa discrepancia sería la velocidad relativa por el tiempo entonces vamos a ir escribiendo todo esto aquí podemos ver que su coordenada t prima en realidad siempre va a ser la misma que la que la coordenada t mientras que la coordenada x prima x menos b porque donde ves la velocidad relativa y t es el tiempo entonces en este ejemplo particular en ese punto particular tenemos 3 x 10 a la 8 sería igual a 4.5 por 10 a la 8 verdad simplemente estoy sustituyendo el valor de x y el valor de x prima y podemos ver que en efecto esta vez 4.5 por 10 a la 8 menos la velocidad verdad que es es 1.5 por 10 a la 8 por el tiempo que en este caso sería 1 y por supuesto aquí no he puesto las unidades pero si uno sustituye con metros o metros sobre segundos o segundos verdad todo todo funciona verdad el punto es que obtenemos de este lado 3 por 10 a la 8 entonces espero que con todo esto ya te familiarices con estos planos ordenados encimados verdad y ahora de lo que quiero hablar es de lo que ocurre lo que le ocurre al fotón que yo emití de igual a cero verdad que tiene justamente la velocidad de la luz verdad aquí está la trayectoria que representa a ese fotón es esta trayectoria podemos ver que después de un segundo ha recorrido 3 por 10 a la 8 metros después de dos segundos ha recorrido 6 por 10 a la 8 metros y después de tres segundos habrá recorrido 9 por 10 a la 8 metros verdad entonces esa sería la trayectoria de nuestro desde el fotón que yo emití al tiempo de igual a cero verdad pero veamos cómo se ve ese fotón desde el marco de referencia de mi amigo entonces veamos aquí por ejemplo para este punto voy a remarcar lo con verde para este punto te digamos para el tiempo te iguala 2 segundos tendremos que su coordenada de prima será también 2 segundos segundos pero su coordenada x prima será 3 por 10 a la 8 metros verdad es decir resulta ser que en su marco de referencia a ese fotón que yo emití le llevo dos segundos llegar a tres por 10 a la 8 metros es decir como si la velocidad de ese fotón fuera 1.5 por 10 a la 8 metros sobre segundo verdad en el marco de referencia de mi amiga verdad entonces esto tiene tiene sentido desde el punto de vista newtoniano o galilea no de hecho estas son transformaciones galileanas verdad estas de aquí son transformaciones galileanas puedes pensarlo también de esta forma por ejemplo que si vamos en un auto a 60 kilómetros por hora y vemos a otro auto que va a 65 kilómetros por hora parece que en realidad se mueve a 5 kilómetros por hora desde nuestro punto de vista verdad así el fotón sería más lento en este caso para ella verdad similarmente vamos a suponer que nuestra amiga también tiene una linterna verdad aquí tiene una linterna y también emiten un fotón verdad al tiempo de igual a cero entonces esto esto resulta ser vamos a dibujar el diagrama o la trayectoria para ese fotón verdad entonces él el fotón al tiempo de igual a cero se encuentra también en x igual a cero pero después de un segundo se encuentra a tres por 10 a la 8 metros en el marco de referencia de mi amiga verdad entonces tendríamos que bajar de forma paralela al eje de prima después de dos segundos ella debería encontrarse en 6 por 10 a la 8 metros verdad esto sería aquí en el marco de referencia de mi amiga entonces podríamos simplemente trazar la trayectoria correspondiente a ese fotón emitido por mi amiga entonces más o menos se ve algo así más o menos sería la trayectoria en este diagrama espacio-temporal verdad y esto es bastante interesante porque desde mi punto de vista su fotón va mucho más rápido que la velocidad de la luz verdad y esto en principio tiene sentido en digamos desde el punto de vista newtoniano o galilea no pero resulta ser que no es lo que se observa en la naturaleza cada vez que algo que predecimos y que no se observa en la naturaleza significa que nuestro entendimiento del mundo no está completo porque resulta que sin importar qué marco de referencia inercial tomemos verdad la velocidad de la luz siempre debe ser 3 por 10 a la 8 metros sobre segundo verdad mientras que eso no es lo que ocurre en estos día gramas así que sabemos de nuestras observaciones del universo que cuando mi amiga viera el fotón que yo emití este fotón que yo emití debería verlo a 3 por 10 a la 8 metros sobre segundo y de igual forma yo no debería verás un fotón más rápido que la velocidad de la luz de esta forma aquí vemos cómo es que nuestra forma newtoniana oga liliana de ver el mundo se viene abajo y esto es muy emocionante necesitamos otra forma de conceptualizar las cosas o podríamos decirlo así otras formas de visualizar los de los diagramas espacio-temporales para los distintos marcos de referencia