Las Fotos Mágicas y la Descripción de la Realidad.
(Primer desarrollo: 10 de
abril de
2003
Última modificación: -)
La frase Instantáneas Mágicas o Fotografías Mágicas de la Relatividad Especial no es un término que yo haya acuñado, pero lo he usado en varias partes de este sitio. Aunque hasta hace poco me parecía que el significado de estas expresiones era auto-evidente, el intercambio de ideas con otras personas me convenció de la necesidad de ahondar un poco en este concepto.
La idea básica es muy simple, se dice que una imagen representa una "fotografía" mágica si nos muestra las cosas tal como son en un instante determinado. .... :-)
Bueno...., lo anterior parece ser una definición clásica de lo que es una fotografía. Y es básicamente cierto cuando hablamos de nuestras fotos cotidianas. Pero imaginemos una fotografía en que aparecen una persona y el Sol en la misma imagen. Esa fotografía nos muestra a la persona en un momento determinado de su vida y al Sol tal como era 8 minutos antes (segundos más o segundos menos). Por lo tanto no se trata de una "instantánea" en un sentido estricto.
Ni que hablar de las fotografías astronómicas. En ese caso la imagen muestra sólo la apariencia del sistema, mezclando imágenes de tiempos que pueden diferir en cientos, miles o miles de millones de años.
De modo que creo que estaremos de acuerdo en afirmar que las fotos convencionales sólo muestran la apariencia de las cosas.
Pero si aceptamos que existen imágenes aparentes, eso se debe a que damos por sentado que existe una imagen real. Y dicha imagen real puede, o no, coincidir con las apariencias.
Es esa imagen "real" lo que llamamos "fotografía" mágica. No es posible obtenerla, por la restricción que impone la velocidad de la luz, pero si existiera otra forma de obtener dicha instantánea es lo que llamaríamos imagen de la realidad en un momento determinado.
Sin embargo, a esta altura del desarrollo quienes están acostumbrados a los planteos y desarrollos de la RE podrán (y deberán) objetar que la expresión "en un momento determinado" es algo confusa. Cada sistema de referencia tiene su propia manera de establecer un instante en el tiempo. Y el sincronismo deja de ser algo absoluto.
En concordancia con los desarrollos de este sitio hay dos maneras de establecer "instantáneas" mágicas.
De acuerdo a la RE cada sistema puede establecer su propia "instantánea" mágica. Y cada una será diferente de la que obtiene otro sistema inercial en movimiento relativo.
De acuerdo con un criterio de Marcos de Referencia Localmente Estacionarios (MRLE), localmente existe una sola instantánea mágica que es la que corresponde al MRLE.
En ambos casos la "instantánea" no se obtiene por un proceso único de medición, sino que se construye en función de distancias y sincronismo. En otras palabras, si la "instantánea" debe representar el aspecto del sistema a t=10:00:00 , lo que se hace es construir un dibujo en que se represente la ubicación espacial de los objetos cuando los relojes asociados a dichos objetos marcan t=10:00:00.
Ejemplo: Si queremos representar con total exactitud la posición de los objetos del sistema solar a las 0 hs del 1 de enero de 2003 (medida en el meridiano de Greenwich) no podemos sacar una serie de fotos y superponerlas pues algunas imágenes nos llegan con retraso de varias horas. Para hacer el esquema adecuadamente debemos calcular la posición de los planetas y sus satélites en el instante requerido.
Con el fin de sintetizar el desarrollo hasta este punto voy a analizar un pequeño ejemplo basado en señales acústicas y electromagnéticas.
Supongamos que existe una especie inteligente (especie X) privada por completo no sólo del sentido de la vista, sino de todo tipo de receptores de señales electromagnéticas. A continuación tomamos a tres individuos de la especie X (X1, X2 y X3) y los sometemos a una pequeña experiencia musical. Para ello hacemos lo siguiente.
Tomamos dos bateristas B1 y B2 (comunicados y sincronizados con señales electromagnéticas) y les pedimos que ejecuten, en forma simultánea, una pieza musical mientras están ubicados a unos 300 m de distancia entre si.
Situamos a X1 al lado de B1.
Situamos a X3 al lado de B2.
Situamos a X2 a mitad de camino (unos 150 m) entre ambos bateristas.
Al final del concierto nos encontramos con las siguientes descripciones:
X1 afirma que la melodía de B2 le llegaba retrasada 1 segundo (aproximadamente) con respecto a la melodía de B1. (El sonido tarda aproximadamente 1 seg en recorrer la distancia que separa a ambos bateristas).
X2 afirma que la melodía de B1 le llegaba retrasada 1 segundo (aproximadamente) con respecto a la melodía de B2.
X3 afirma que las melodías de B1 y B2 le llegaban en forma simultánea.
Las tres descripciones, aunque totalmente diferentes, son correctas y muestran lo que he llamado imagen aparente recibida por cada observador. Sin embargo si se les pide a los tres observadores que dibujen una "instantánea" mágica del concierto, los tres harán el mismo dibujo pues tendrán en cuenta la demora del sonido (cercana a 1 seg cada 300 metros) en transmitir el estado real de la situación. Además esa "instantánea" mágica coincidirá con una fotografía convencional del concierto.
Este pequeño ejemplo muestra algunos puntos relevantes de la "fotografías" mágicas.
Cada observador de un sistema inercial percibe una apariencia diferente a la de los otros observadores del mismo sistema. La causa principal de discrepancia entre estas imágenes aparentes está asociada a la velocidad de transmisión de la información. No habiendo información que se transmita a velocidad infinita no existe una única imagen aparente del sistema.
Cuando tienen en cuenta la velocidad de transmisión de la información, todos los observadores del mismo sistema inercial construyen la misma "instantánea" mágica del sistema.
Si se pudiera tomar una fotografía no limitada por la velocidad de la información, esa fotografía coincidiría con la imagen construida por todos los observadores del sistema inercial.
En el ejemplo acústico no se generaron problemas de interpretación dado que los observadores y bateristas estaban en condición estacionaria entre ellos. Pero la Relatividad Especial nos enfrenta con un nuevo problema: Cada sistema inercial construye su propia "instantánea" mágica de cualquier experiencia. Y, en general, las "instantáneas" mágicas de cada sistema son diferentes de las de otros sistemas inerciales.
El párrafo anterior puede resumirse diciendo que, conforme a la Relatividad Especial no existe una "instantánea" mágica de un sistema extenso (afectado por la demora de la luz). En su lugar existen tantas "instantáneas" mágicas como sistemas inerciales independientes se empleen.
O, resumiendo aún más, de acuerdo a la RE no existe algo así como una realidad objetiva. Sólo existen realidades propias de cada sistema inercial.
Pero, como ya saben quienes han seguido mis desarrollos, yo no comparto esa conclusión defendida por los relativistas. Yo creo que siempre existe una realidad objetiva (independiente del observador). En otras palabras si se dispusiera de una vía de comunicación más rápida que la que proporcionan las ondas electromagnéticas, sería posible establecer la única "instantánea" mágica que corresponde al sistema que se esté estudiando.
En la página Equiv_TL.htm presenté una serie de figuras correspondientes a dos enfoques de un mismo evento.
En esa página, la Fig. 1 muestra la "instantánea" mágica que describe el instante t=00, conforme a lo que describirían los observadores del sistema A.
Además, si se asume que el sistema A está en reposo relativo con respecto al MRLE, esa "instantánea" mágica representa la realidad de la situación.
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| Fig. 1 - Descripción, mediante una "instantánea" mágica, del estado de los relojes en ambos sistemas (a t=00), de acuerdo con los observadores del eje A. |
Por otro lado en la Fig. 3 de dicha página se muestra la construcción equivalente del instante t=00 que hacen los observadores del sistema B.
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| Fig. 3 - Las cosas tal como son esquematizadas desde el sistema B a t=00. |
Para la RE cada una de las figuras tiene el mismo valor. Ningún eje tiene más razón que el otro en afirmar que esa es la situación real (objetiva) del sistema a t=00.
Sin embargo, desde el punto de vista de un MRLE, la Fig. 3 no es equivalente a la Fig. 1.
La Fig. 1 es la "instantánea" mágica del sistema.
La Fig. 3 es sólo una construcción que describe las cosas tal como creen que son los observadores del eje B. Pero, BAJO NINGÚN CONCEPTO, la Fig. 3 puede ser considerada una "instantánea" mágica.
En otras palabras, si se pudiera sacar una foto mágica (no restringida por la velocidad de la luz) esa foto coincidiría con lo esquematizado en la Fig. 1.
NINGÚN PROCESO FÍSICO (REAL O IMAGINARIO) PERMITIRÍA OBTENER UNA FOTO COINCIDENTE CON LA FIG. 3 !!
Los desarrollos de esta página muestran una diferencia fundamental entre la descripción de la realidad que permite realizar la RE y la que permite un sistema con MRLE.
Conforme a la RE existen innumerables descripciones de un sistema real, todas igualmente válidas y contradictorias entre sí.
Conforme a los MRLE existe una única realidad objetiva e innumerables apariencias contradictorias de dicha realidad.
El agradecimiento especial es para Rodrigo de Abreu quién, con referencia a la página Equiv_TL.htm, me hizo notar que
".... A Fig. 3 não corresponde á Fig.1, não é uma "fotografia mágica". É apenas uma representação de vários instantes. Uma fotografia é a Fig.1. ...".
Con lo que me convenció de que era necesario ampliar este punto.
