Download Desmontar término relatividad: J.S.Bell hizo un libro en el que había

Desmontar término relatividad:
J.S.Bell hizo un libro en el que había un capítulo de cómo aprender relatividad especial.
Relacionó relatividad con continuidad, en varios sentidos
La teoría de la relatividad es una teoría clásica y determinista y está basada en
absolutos.
La relatividad era algo que flotaba en el ambiente en la época de Einstein, y muchos
estaban cercanos de formular lo mismo que él, como Pincarè o Lorentz…
Einstein fue un gran personaje del siglo XX en muchos ámbitos, como social, política…
no sólo en ciencias. Nace en 1879, estudia en Munich y trabaja en el politécnico de
Zurich, donde será alumno de Minkowski, aunque en esa época le interesaba ver más el
laboratorio, con Weber y su electromagnetismo, que la teoría. Esto apunta a una parte
más técnica de la génesis de la relatividad, como Einstein trabajaba en el laboratorio,
midiendo horas, trabajando por telégrafos.
Al terminar en Zurich, a través de Grobmann logra un trabajo en la oficina de patentes,
hasta 1909. Irá cobrando fama y en 1910 obtiene una cátedra. Le ofrecen una cátedra en
la universidad de Zurich, de modo que va a Berlín en 1911, donde culminará su teoría
de la relatividad y se meterá en política. En la I Guerra Mundial se declara pacifista y
hace pública su posición contra la posición alemana, y sorprendentemente no le ocurre
nada (otros como Russel fueron excluidos de Cambridge y encarcelado)
Emigrará a Estados Unidos, donde también será muy conocido, firmará una carta
aconsejando a Roosvelt la creación de la bomba atómica, aunque no estuvo en el
proyecto Manhattan.
Hasta 1905 fue muy poco conocido, pero en ese años publica tres artículos:
- Sobre un punto de vista heurístico acerca de la transformación de la luz: propone que
la luz tiene naturaleza dual de onda y corpúsculo
- Sobre el movimiento brauniano: explica el movimiento molecular que se daba lugar en
sustancias salinas, dentro del marco de la termodinámica estadística, demostrando la
existencia de moléculas en experimentos
- Sobre la electrodinámica de cuerpos en movimiento: se enuncia la teoría de la
relatividad, una relatividad restringida. Es una traslación de sus ideas de la cinemática.
Tiene sus raíces en el electromagnetismo y la teoría de campos de Maxwell. La
constante c, la velocidad de la luz, aparecía constantemente, pero sin una clara
justificación. En 1887, Michelson y Morley tratan de calcular la velocidad de la Tierra
con respecto al éter. Pero no lo consiguen y la velocidad de la luz siempre les da c
(300.000 km / seg). Esos resultados son muy divulgados y Lorentz trabaja mucho en ese
sentido, trabajando sobre una teoría del electrón. Quería seguir tanto en la física de
Newton como en la de Maxwell, por lo que para incorporar este resultado a su teoría,
introduce unas transformaciones para el espacio y tiempo, siendo el primer cambio de
las transformaciones de espacio y tiempo desde Galileo. Pero las introduce a doc, sin
justificación. Estas transformaciones indicaban que los tiempos se dilataban y las
longitudes se contraían, pero Lorentz mantiene la idea de tiempo absoluto y velocidad
de la luz relativa.
En 1905, en el artículo de Einstein, define la noción de simultaneidad. A partir de su
intuición sobre ella, formula los axiomas de que las leyes de la física son absolutas en
sistemas inerciales (que no se cumplía con Newton) y que si siempre sale c, la velocidad
de la luz siempre será c, independientemente de nuestro movimiento y el sistema
inercial.
Se llama teoría de Relatividad, porque los tiempos que midamos serán relativas al
observador. Los absolutos serán las leyes de la física y la velocidad de la luz, siendo
relativos en tiempo y el espacio, mientras estos dos eran absolutos en Newton.
El primer éxito de la teoría es que Einstein es capaz de deducir las transformaciones que
había introducido Lorentz, justificándoles. Asimismo, Einstein desecha el éter y otorga
un significado real a las connotaciones de espacio y tiempo que Lorentz introducía.
A finales del año publico otro artículo, un corolario del artículo de la relatividad. En ese
artículo deduce su famosa ecuación E = mc2, importante porque relaciona directamente
la masa con la energía con una constante de proporcionalidad que es c2. La masa es
energía en forma de esa masa, lo que será muy relevante en el terreno de la
radioactividad, porque la masa de los elementos se está transformando en energía y da
pie al estudio de la radioactividad.
Con la ecuación se enlaza la masa que perdemos en los elementos con la energía que se
gana en los fenómenos radioactivos
La acogida que tiene esta teoría es de muy buena en la comunidad científica. Fue bien
acogida y difundida, destacando entre los difusores personas como Minkowski, quien se
da cuenta que teniendo un espacio y tiempo relativo, se puede construir espacios de 4
dimensiones (alto, largo, ancho y tiempo). Hay ya una nueva comprensión del espacio y
tiempo.
A pesar de las críticas de Lorentz, el apoyo que se dio a la teoría de Einstein acalló
dichas críticas.
Sus influencias filosóficas eran muy marcadas, especialmente Hume y Mach. Ambos
tienen una gran posición positivista respecto a la filosofía de la ciencia. Le da una
filosofía para entender tiempo y espacio desde un punto de vista posicional y de
percepción y sobre todo, el positivismo tan crudo de Mach está en tomar la velocidad de
la luz como un absoluto.
También influye la teoría de Maxwell, en la que estaba implícita la idea de relatividad y
Einstein la explicita. Quienes trabajaban con las teorías de Maxwell, sin darse cuenta, la
estaban aplicando.
El relativismo se llama así por cambiar los relativos por absolutos, el tiempo y espacio
serán relativos, pero su teoría es clásica, determinista y absoluta.
Max Planck se percata enseguida del estilo clásico de esta física, y edita los artículos de
Einstein. Se percataba de la calidad de su artículos y los publicaba.
APUNTES PRESTADOS
TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA
Es una teoría que surge a partir del siglo XIX. Su primera teoría es la teoría cinética de
los gases: interpretación microscópica de las leyes de la termodinámica, ese es su
objetivo, dar esa interpretación.
Destacan personas como Clausius y Thompson
Clausius desarrolla la entalpía y la entropía.
Cuando Clausius formula la entropía lo máximo que podía decir era que tenía una teoría
matemática macroscópica, cuyas variables eran presión, temperatura y estructura
interna. También aparecía una magnitud que se denominó entropía. Pero no tenían una
buena pista de ella, no era evidente que era, era muy abstracto, pero era un postulado
básico.
El segundo principio de la termodinámica implicaba que si hay dos cuerpos, caliente y
frío, el calor se transmite del caliente al frío, hasta alcanzar un equilibrio de
temperatura.
Clausius lo formula diciendo que el movimiento mecánico de la máquina se producirá
cuando haya una diferencia de temperatura entre el foco frío y el caliente y cuanto
mayor sea la diferencia, mayor será la energía.
Para dar respuesta a la entropía surge la mecánica estadística. Se busca encontrar
expresiones para magnitudes microscópicas en términos microscópicos, como la masa
de las partículas, la velocidad…
A partir de ello se deducen ecuaciones de estado para materiales específicos, por lo que
su utilidad práctica es inmediata. El intento es reducir toda la termodinámica que antes
se tenía a la mecánica de las partículas que subyacen a los procesos físicos.
Es el primer gran intento de revolucionismo.
Clausius inicia tímidamente este proceso. Propone emplear métodos estadísticos y a
partir de ahí deducir.
El que recoge este testigo es Maxwell. Empieza a emplear métodos estadísticos para la
termodinámica. La idea más importante que desarrolla es la de velocidad de gases.
Emplea una fórmula, la campana de Gauss. Para una temperatura dada, la velocidad de
las partículas se distribuyen en una velocidad media que se puede calcular, yendo a
mucha velocidad pocas partículas y a poca velocidad también poca partículas. Esto
quiere decir una interpretación microscópica de la temperatura, diciendo que cuando
hay baja temperatura, las partículas van a poca velocidad y viceversa. Eso implica
expresiones para la velocidad de las partículas, lo que nos permite calcular su masa y el
tamaño de las partículas. Esto implica que los físicos otorguen una realidad ontológica a
los átomos, unas partículas discretas, no continuas, que se comportan así y mediante la
estadística deducimos su comportamiento macroscópico.
La teoría de Maxwell tiene un éxito inmediato, y la desarrollará Boltzmann, que
desarrolla todo el alcance de la termodinámica, tratando de llevar esta idea embrionaria
a toda la termodinámica. A partir de ahí surge el segundo principio de la termodinámica
de Clausius, pero formulado de forma estadística S = k log W (omega).
La primera implicación epistemológica es que aunque partimos de distribuciones
estadísticas, es una teoría determinista. Los cálculos son determinados, pero el cálculo
de partículas es tan extenso, que no es posible calcular todas con exactitud, por lo que se
emplea estadística, pero sigue siendo determinista.
J.W. Gibbs realiza una reformulación de la teoría y que es la que se trabaja hoy día.
Admite que el reduccionismo con la estadística es válido, permitiendo estudiar cosas
que aparentemente no tenían que ver con la termodinámica.
Por primera vez, se trata al átomo como entidad física real. Surge así una gran polémica
filosófica en la ciencia, entre Boltzmann y Mach, sobre el atomismo. Mach era un físico
que estudió las ondas de presión y velocidad del sonido, entorno al cual había un grupo
de filósofos y científicos llamados energicistas, mientras que los de Boltzmann eran los
atomistas. Mach consideraba que el reduccionismo de termodinámica a mecánica era un
artificio matemático, no estaba justificado, y era la energía era lo que subyacía, no los
átomos. Además, eran muy positivistas. La discusión era si la materia estaba constituida
por átomos o lo que subyacía era la energía.
La polémica se zanja con el artículo de Einstein de 1905 del movimiento browniano,
que sentó la existencia de los átomos como unidades de la materia, demostrando lo que
decía Boltzmann.
Otro problema que surge es la entropía. Para explicarlo, se ha de tener en cuenta la
polémica de la reversibilidad, también presente en este contexto.
Clausius ya había sugerido que puesto que el proceso iba de caliente a frío, en un
proceso aislado la entropía siempre aumentaba. Un ejemplo es la gota de tinta, que en
un vaso de agua se disuelve. Pero Clausius no pasa más de emplearlo como instrumento
matemático.
Pero Maxwell lo desarrolla, instituyendo el “demonio de Maxwell. En una sala con
temperatura caliente, y en otra frío, pero entre ambas hay un guardián, el demonio. Si el
demonio pueda identificar las pocas partículas rápidas de la habitación fría y llevarlas a
la caliente, se quebranta el 2 principio, pues la habitación de caliente se calienta y la fría
se enfría. Además, sugiere la idea de orden y desorden. Esa situación de las habitaciones
es ordenada, pero la mezcla y llegar a al equilibrio sería un desordenada. Pero ese
desorden es al que siempre tienden los sistemas. La conclusión es que la validez de la
segunda ley no era absoluta, sino que solo era válida en un sentido macroscópico.
Boltzmann hace una reformulación matemática más precisa de Maxwell pero concluye
que la justificación de la distribución de Maxwell se basa en la evolución reversible de
lo caliente y lo frío, surgiendo así la reversibilidad. Surge así otra objeción, de
Loschmidt, que apunta que acorde con las leyes de Newton, todas las leyes de la
mecánica son simétricas respecto a T, podemos calcular adelante y hacia atrás, y por
ello hay una contradicción entre la teoría termodinámica y la irreversibilidad.
Boltzmann confiaba en su sistema, con tantas partículas la “memoria” de las partículas
se disipaba.
Boltzmann proponía que la entropía era propiedad de un estado, el peso de los estados.
La irreversibilidad surge de la acumulación de numerosas partículas, que hace que surja
la complejidad.
Concluye que la irreversibilidad, que la entropía aumenta con el tiempo para todos los
procesos físicos, es una tautología, pues el modo en que percibimos el tiempo es
irreversible, pues es unidireccional, en el sentido de aumento de la entropía. Entropía es
una entidad física que determina el tiempo, es más fundamental. El tiempo es la
dirección en la que se producen los procesos.
El mérito del trabajo es dar argumento de la irreversibilidad a partir de argumentos
reversibles.
Además, es la primera ley límite de la física. No podemos hacer procesos en el sentido
que queramos, sólo en el sentido de la entropía, siempre el calor pasa al frío, siempre se
pierde un poco de energía.
Esta ley marcará la física del siglo XX. Prepara los cimientos para las teorías límite del
siglo XX.
La ciencia no trata de verdades, si queréis verdades iros a un cura. XDD