Ley de Alice y Teoría de la Relatividad

Parte 5

¿Qué es la contracción de longitud y espacio y cómo ocurre?

Han Erim

23 de mayo de 2011

8 de junio de 2011 (Actualización)

¿Qué es la relatividad? Conozcámosla.

La relatividad surge debido a la existencia de dos reglas fundamentales. La primera regla es que las ondas electromagnéticas viajan dentro de los campos de los cuerpos, y la segunda regla es que la velocidad de una onda electromagnética con respecto al campo en el que viaja es constante (la constante de la velocidad de la luz c). Si existe una diferencia de velocidad entre sistemas de referencia, entonces, debido a estas dos reglas, las ondas electromagnéticas se deforman mientras son emitidas por la fuente. La formación de la deformación cambia el patrón normal de distribución de las ondas electromagnéticas sobre el campo y sus energías. Los valores de observación y medición obtenidos al interactuar con tales ondas electromagnéticas se apartan de los valores normales en la medida de la deformación. El nombre de estos efectos de deformación es la relatividad. Podemos definir la relatividad, de forma breve, como deformaciones que ocurren sobre la interacción electromagnética.

Deformación de dimensión y espacio

En el capítulo anterior vimos cómo la relatividad causa la Deformación del Tiempo. Al igual que la deformación del tiempo, la Deformación de Longitud y Espacio también es un resultado de deformaciones formadas en la interacción electromagnética. Surge del efecto de la relatividad sobre nuestra percepción y, como resultado, vemos los cuerpos en una forma deformada. “Deformación de Longitud y Espacio” es una descripción más realista de este efecto, porque también puede observarse la expansión de la longitud y del espacio.

El mecanismo de formación de la Deformación de Longitud y Espacio se basa nuevamente en dos principios relacionados con la relatividad. El primero es “Ghost and Spring” y el segundo es “la propiedad de las ondas electromagnéticas de formar paquetes”. Mencioné ambos principios en el capítulo “Principios de ver y percibir en la interacción electromagnética”.

Los cuerpos ocupan un volumen en el espacio. Tienen ancho, largo y altura. Si la información obtenida de “Ghost and Spring” se generaliza a tres dimensiones (ancho–largo–altura), se ve fácilmente cómo ocurre la deformación de longitud y espacio. Examinemos los ejemplos a continuación.

Animated Figure 1 En este ejemplo en el que miramos hacia la regla, el observador está inmóvil. Escribimos, en orden, cómo ocurre el evento de ver. La señal que parte del punto P1 de la regla avanza hacia el observador utilizando el campo del observador. Cuando la señal llega a la alineación del otro extremo de la regla, el punto P2, forma un grupo con la otra señal emitida desde el punto P2 en ese instante. Se ha formado un paquete. Ambas señales del paquete llegarán al observador al mismo tiempo. Cuando las señales llegan al observador, el observador ve la regla. Como la regla y el observador están inmóviles entre sí, la longitud de la imagen (Ghost) y la longitud de la regla (Spring) son iguales.

Recordemos de “Ghost and Spring”: el punto donde la señal entra en el campo se convierte en el lugar donde se verá la imagen. Como aquí pensamos en términos de longitud, realizamos el mismo procedimiento para cada una de las señales emitidas desde los extremos de la regla. La imagen de la regla se ubicará entre los puntos P1 y P2. La razón por la que emparejamos las señales es que debemos razonar con dos señales que llegan al observador al mismo tiempo.

Animated Figure 2 Aquí el observador se aleja de la regla. Cuando la señal que parte del punto P1 llega al otro extremo de la regla, en ese instante forma un grupo con la señal emitida desde allí. Sin embargo, si prestamos atención, debido al movimiento del observador, el punto de entrada de la segunda señal en el campo pasa a ser el punto P3 en lugar de P2. Cuando las señales llegan al observador, este verá la imagen de la regla dentro del intervalo P1–P3. Vemos que el intervalo P1–P3 es más corto que el intervalo P1–P2. Se ha producido una deformación y, como resultado, el observador ve la longitud de la regla como acortada.

Ley de Alice Los cuerpos y el espacio se contraen en la dirección de alejamiento.

Animated Figure 3 En este ejemplo, el observador se acerca a la regla. Calculamos de manera similar al caso anterior. El observador verá la imagen de la regla dentro del intervalo P1–P3. Aquí, el intervalo P1–P3 es más largo que el intervalo P1–P2. El observador ve la longitud de la regla como alargada.

Ley de Alice El espacio y los cuerpos se expanden en la dirección de aproximación.

Animated Figures 4 y 5 En los ejemplos examinados anteriormente, consideramos movimientos que ocurren a lo largo del eje X. En la deformación de longitud y espacio, el efecto principal se observa delante y detrás de la dirección del movimiento. Sin embargo, también se produce una deformación parcial a lo largo de los ejes Y y Z. Los ejemplos aquí muestran los resultados de las deformaciones que ocurren a lo largo del eje Y.

Aplicamos los mismos principios descritos anteriormente. La señal emitida desde el punto P1 forma posteriormente un grupo con una señal emitida desde el punto P2. (Trazando un arco de circunferencia centrado en el observador, podemos encontrar cuándo y dónde las señales formarán un grupo.) Como resultado, tal como se observa, el observador no verá la regla en posición vertical.

No utilicé aquí una regla que represente el campo del observador. P1 y P2 son dos puntos sobre el campo del observador y están definidos según el sistema de referencia del observador.

Animated Figure 6

La animación siguiente ha sido preparada de acuerdo con los principios explicados arriba. Arrastrando al observador con el ratón, puede observar dónde y cómo el observador ve el GHOST. Esta animación refleja exactamente la situación real de la relatividad. Arrastrando los puntos de control rojos, también puede cambiar la forma del SPRING si lo desea.

Puede descargar los códigos fuente de la animación desde download. Flash CS3 ActionScript 3.0.

Deformación sobre la perspectiva

La deformación de longitud y espacio ocurre principalmente a lo largo del eje de movimiento. Aquí observamos los eventos desde un lado. Sin embargo, el observador mira al Spring desde el frente o desde atrás. Las animaciones aquí se han realizado en dos dimensiones. Prepararlas en tres dimensiones es bastante difícil para mí. Por lo tanto, no es realmente posible transmitir aquí exactamente lo que ve el observador. Es necesario pensar este efecto en tres dimensiones y dentro de una perspectiva. Aquí hemos visto por qué y cómo ocurre la deformación de longitud y espacio, y sus reglas. Eso es lo importante.

NUEVO AÑADIDO – 8 de junio de 2011
La animación siguiente es la primera animación realista de Relatividad de Deformación del Espacio en 3D del mundo. Esta es su segunda versión. Puede ver la primera versión en YouTube. Pero esta es mucho mejor. La animación utiliza código intensivo. Recomiendo cerrar otras aplicaciones antes de ejecutarla. Si reduce la velocidad de la luz en la animación, podrá observar con mayor claridad los efectos que se producen.

La relación del efecto Doppler con la deformación de longitud y espacio

Muchos de los efectos de la relatividad están estrechamente relacionados con el Efecto Doppler. El grado en que ocurre la Deformación de Longitud y Espacio puede calcularse fácilmente utilizando ecuaciones Doppler.

Publicaciones actuales en aliceinphysics.com relacionadas con este capítulo:

• Fantasma y manantial (imagen y fuente)
• Órbita y relatividad especial
• Efecto Doppler y relatividad especial
• La relación entre el efecto Doppler y la relatividad especial

Han Erim