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¿Cuál es la contradicción que hay entre la mecánica de Newton y la teoría de la relatividad especial?

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Aprender y Estudiar

En ambas teorías, se postula que las leyes físicas son las mismas en distintos sistemas de referencias tanto inerciales o de velocidad constante relativa como no inerciales o aceleradas relativamente (los primeros postulados de la Relatividad especial y general son conservadores, siguen a la Mecánica clásica de Newton, las leyes son universales e independientes del sistema de referencia en su definición, pero las medidas obtenidas por tales leyes son relativas, dependen del sistema de referencia, aunque tales medidas están relacionadas por "ecuaciones o leyes de transformación".). Pero los fenómenos llamados clásicos, de movimientos de cuerpos materiales (lentos) y los fenómenos llamados ópticos de propagación de la luz (lo más rápido que se conoce),no siguen el mismo comportamiento mecánico sea cinemático, dinámico .La primera diferencia entre la Mecánica clásica y la Relativista está en las leyes de transformación, al relacionar medidas (valores cinemáticos: posición,velocidad, aceleración y tiempo ; valores dinámicos-energéticos :masa ,fuerzas y energía) en un sistema de referencia y en otro (en reposo relativo, a V=0 o movimiento uniforme y rectilíneo V=cte o en movimiento acelerado relativo a=/ 0 , tangencial o centrípeto ). Para sistemas en reposo relativo, los valores cinemáticos X,V,a y t, y dinámicos-energéticos coinciden . Para sistemas en movimiento relativo, las ecuaciones de transformación son distintas, para movimientos lentos "transformaciones de Galileo", bastante intuitivos o si quieres "lógicos" ; para sistemas en movimientos relativos muy rápidos ,pero en general para todos los movimientos, "transformadas de Lorentz-Einstein, que engloban a los lentos para V pequeña e incluye al reposo relativo para V=0. En el límite de la fenomenología mecánica sea cinemática, dinámica o energética, para velocidades exactamente V=C, se tiene un nuevo ente tangible distinto a la materia (formada de partículas físicas que existen en el reposo con masa de reposo no nula pero que jamás alcanzará la velocidad límite C : son las partículas materiales, tanto las materiales ordinarias estables o no, las antimateriales, y los neutrinos ; por otra parte, un nuevo ente tangible que es la radiación electromagnética (formada por partículas físicas que no existen en reposo, masa de reposo nula, pero que sí se mueve a la única velocidad límite C , velocidad única e igual en todos los sistemas de referencia, son los bosones de interacción como el fotón, el gravitón, bosones nucleares ).La gran clave que diferencian ambas Mecánicas, está en esta sorpresa de casi última hora, de principios del siglo XX , Einstein observó en las ecuaciones de Maxwell y en su consecuencia final del descubrimiento de las ondas electromagnéticas en esa "ecuación de ondas E y B" , que la velocidad C de tales ondas era una constante universal independiente del sistema de referencia (algunos lo interpretaron como que se refería a un sistema de referencia privilegiado donde se propagaba la luz, que se interpretó como onda electromagnética al coincidir velocidad luz C con velocidad de tales ondas en Maxwell. No obstante, en el famoso experimento de Michelson-Morley, de demostró que al ser la velocidad de la luz la misma en todas direcciones, a pesar del movimiento terrestre, no existía un medio donde se propagara la luz, sino el propio vacío absoluto.

Einstein interpretó tal velocidad universal constante como que la luz tenía la misma velocidad en todas direcciones y en todo sistema de referencia. Aquí nació la Relatividad einsteniana, pues, para que una velocidad sea universal entre sistemas en movimiento, había que sacrificar algo de las ideas clásicas: Ni las longitudes ni los tiempos en distintos sistemas de referencia deben ser absolutos, pero sí que a la hora de medir la velocidad de la luz, el cociente entre longitudes/tiempos en distintos sistemas de referencia, era el mismo. Además, en el desarrollo de esta nueva Mecánica, al ser C universal, era también el límite de velocidad, construyéndose una formulación que unificaba lo clásico con lo relativista, de tal manera que para velocidad nula o reposo, se miden los valores clásicos de masa de reposo, longitud de reposo, tiempo de reposo, etc. Para sistemas de referencia en movimiento, o cuerpos en movimientos, la misma formulación einsteniana "unificaba ambas mecánicas en una sola formulación", para V cada vez más alta, empezaban a apreciarse los "efectos relativistas" que distinguen a ambas mecánicas, como la dilatación temporal, la contracción de longitud o el aumento de masa. Tales formulaciones, para V muy pequeño, la longitud,tiempo,masa, relativistas se acercaba a la clásica (clásicos o de reposo o "propios"). Creo que el nombre de Relatividad se refiere a la gran revolución en la física donde lo que era absoluto (L y T ) se convirtió en relativo y lo que era relativo (una velocidad, aunque límite, C ) era absoluta.La unificación de ambas físicas bajo una misma formulación no se libra de una gran distinción radical : Partículas materiales de masa de reposo no nula y velocidad 0<= V

Las partículas de radiación (tanto libres como fotones y gravitones como confinadas, gluones, debilones) tienen masa-energía de reposo nulas Mo, Eo=0, pero tienen masa-energía relativista solo dependientes de dicha masa-energía (E=Mc2 ), pero tienen V=C universalmente constante, con solamente energía cinética pura… E=Eo+Ec=Ec = MC2 . La energía Eo de todas las partícula no cambian en interacciones (solo en desintegraciones de partículas inestables y en las materializaciones-aniquilaciones), pero la energía cinética Ec se transforman en energías potenciales gravitatorias o electromagnéticas, efecto gravitatorio de Einstein (corrimientos gravitatorios para fotones) o bien, en movimientos relativos , efecto Doppler (corrimientos Doppler para fotones), análogas relatividades para partículas materiales.

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