Crítica adicional de la cinemática relativista

Empecemos las aclaraciones generales. Las propiedades grupales de las ecuaciones matemáticas, como las transformaciones con símbolos matemáticos, no tienen ninguna relación con cualquier principio o postulado físico, es decir, las propiedades grupales pueden ser encontradas sin hipótesis físicas adicionales. Por ejemplo, las transformaciones de Lorenz, que reflejan las propiedades grupales de las ecuaciones de Maxwel en el vacío (o de la ecuación ondulatoria clásica, entre ellas y en la acústica), de ninguna manera están relacionadas con el postulado introducido en la TER sobre la constancia de la velocidad de la luz o con el principio de la relatividad.

La teoría de la relatividad es prácticamente la "teoría de la visibilidad": qué veremos en el experimento si lo basamos (con la generalización a las propiedades del espacio y del tiempo) en las leyes de las interacciones electromagnéticas (la absolutización de los fenómenos electromagnéticos). Análogamente se puede preguntar qué aspecto tendrán los fenómenos que se observan con ayuda del sonido y otros. Se sobreentiende que el carácter finito de la velocidad de transmisión de unas u otras interacciones cambia el aspecto de los fenómenos observados con ayuda de estas interacciones. Pero esto no impide realizar extrapolaciones únicas para el enlace con el tiempo y con el espacio (conceptos físicos absolútamente clásicos) para una única descripción del mundo no delimitada por ninguna hipótesis global.

El espacio newtoniano posee una propiedad importante: los sistemas con menores dimensiones pueden poseer propiedades análogas. Por ejemplo, el vector puede ser introducido no sólo en el espacio, sino también en la recta y en el plano. En la TR las magnitudes espaciales no poseen propiedades vectoriales (sólo del vector 4-dimensional), es decir, no hay una transición contínua extrema hacia las magnitudes clásicas ("casi vector" $\rightarrow$ vector).

Como siguiente aclaración describiremos la paradoja de la "no-localidad". Notemos que todas las fórmulas de la TER son locales, esto es, no dependen de la prehistoria del movimiento. Supongamos que el sistema $S'$ se mueve a una velocidad ${\bf v}$ con relación al sistema $S$. En el centro $O$ en el momento en que coincide con el centro $O'$ tiene lugar un destello de luz. Sea que en el tiempo $t$ en el sistema $S$ el frente de onda alcanza al punto $A$ y en el sistema $S'$ respectivamente al punto $A'$ (Fig. 1.24).

Figura 1.24: Paradoja de la no-localidad.

Transmitamos al receptor de señales del sistema $S$, que está en el punto $A_1=A'$, impulsivamente una velocidad ${\bf v}$. Resulta que el frente de onda se transmitió inmediatamente al punto $A'$ (ya que ahora estamos en el sistema $S'$). Así pues, ¿dónde está el frente de onda en un mismo momento? ¿Cambió el tiempo en $A_1=A'$? ¿Y si al instante siguiente detenemos el receptor que está en $A_1$? ¿El tiempo se recobrará y el frente de onda regresará nuevamente a $A$? ¿Y el observador, olvidará que vió un destello de luz? ¿Entonces para ver el futuro hay que moverse más rápidamente? El que el observador que está en $A_1$ no se haya movido siempre junto con el sistema $S'$ no explica nada, ya que en $A'$ puede encontrarse otro observador que siempre se haya movido junto con el sistema $S'$. ¿Resulta que uno de ellos verá el suceso y el otro no? Desaparece la objetividad de la ciencia.

Se puede agregar la siguiente observación auxiliar. ¿Se mueve el paquete ondulatorio (la luz) en el vacío con la velocidad de la luz? Si es así, entonces no podemos romperlo en impulsos separados con ayuda de un estroboscopio: a consecuencia de la contracción de la longitudes la longitud de cada uno de los impulsos y la longitud de cada intervalo entre ellos deberá ser nula (lo que contradice a la experienca). Si consideramos finitas las dimensiones de los impulsos recibidos (señales) y de los intervalos en un sistema en reposo (laboratorio) entonces en el propio sistema de referencia del paquete de onda tanto los impulsos como los intervalos deberán ser infinitos (¿cómo cotejar entonces el impulso y el intervalo ahí donde él está ausente?). En escencia, esta pregunta es acerca de si son materiales la luz y el espacio entre los impulsos.

Hagamos ahora una observación con relación al cambio en la dirección del movimiento visible de las partículas o en la dirección visible de recepción de la señal ondulatoria (recordemos, por ejemplo, la aberración) al pasar al sistema de referencia en movimiento. En la TER este hecho clásico elemental se presenta como el giro de todo el frente de onda en un cierto ángulo. Aquí el frente de onda corresponde a los puntos de la esfera de luz para un instante de tiempo. Recordemos que en la TER el frente de onda en un mismo instante de tiempo es diferente para dos sistemas que se mueven uno respecto al otro (precísamente a consecuencia del cambio del transcurso del tiempo). Sin embargo, la prehistoria del movimiento del aparato registrador no entra en ninguna de las fórmulas de la TER. El fotón que viaja en el espacio entre la fuente y el receptor no está de ninguna manera relacionado causalmente con el movimiento del receptor o con la fuente en este instante de tiempo. La interacción del aparato registrador con el fotón tiene ocurre sólo directamente en el momento en que se registra la señal. No hay ninguna diferencia si el receptor tuvo todo el tiempo una cierta velocidad ${\bf v}$ resultó estar en el punto dado del espacio en el momento en que se registró la señal o él estuvo "parado" en el punto dado del espacio y un instante antes de obtener la señal alcanzó esa misma velocidad ${\bf v}$ (el resultado de la interacción con el fotón es el mismo en ambos casos). De este modo, para el hecho mismo de recepción de la señal tiene sentido sólo el que haya llegado o no el fotón al punto dado del espacio. Es obvio también que la velocidad en el lugar dado del espacio no cambiará el hecho mismo de llegada de la señal (sino sólo su frecuencia, de a cuerdo con el efecto Doppler). Si dependiera el hecho mismo de la obtención de la señal entonces ¿qué significaría la sustitución de las magnitudes en la fórmula de Doppler en uno de los sistemas? Por consiguiente, no puede existir ningún giro real de todo el frente de onda (que exprese el hecho de llegada de la señal). Este es un método local (en el punto dado) matemático (diferencial) de descripción de la dirección en que se obtiene la señal. Es fácil entender esto si se toma la analogía con los fenómenos naturales conocidos por todos: con la lluvia o con la nieve (Fig. 1.25).

Figura 1.25: El cambio en la dirección del movimiento percibido.

Si en un día sin viento observamos estrictamente hacia arriba un cúmulo de nubes, del cual empieza a caer lluvia, entonces veremos caer las gotas exáctamente desde arriba (la dirección de llegada de la "señal"). Y si corremos (aquí es mejor recordar un viaje en automóvil en un dia de nevada), entonces la dirección en que nos cae la gota (dirección de llegada de la "señal") estará bastante adelante de nosotros y puede no coincidir con la dirección real hacia el cúmulo. No obstante, el frente horizontal de la lluvia o bien alcanzó la Tierra (el hecho de obtención de la "señal") o no la alcanzó, y este hecho no depende de nuestro movimiento en el punto dado de la superficie de la Tierra (ver la Fig. 1.25).

Veamos ahora algunas construcciones especulativas de la TER. Así pues, irreal es en la TER el análisis de sistemas infinitos, por ejemplo, el de un conductor con corriente durante la " aclaración" sobre la aparición de una carga volumétrica adicional (el juego a lo infinito). En realidad el conductor puede sólamente ser cerrado (finito). En este caso la explicación no sólo es metódicamente complicada, sino además contradictoria. Analicemos un marco con corriente, por ejemplo uno superconductor. El valor de la carga de cada electrón y de cada ión es invariante, la cantidad total de partículas también es invariable. ¿Cómo es posible, entonces, que cambie la densidad de la carga? Veamos el movimiento de los electrónes desde el punto de vista del sistema de una "red iónica" (Fig. 1.26).

Figura 1.26: La paradoja del marco con corriente.

De acuaredo con con la TER el "marco electrónico" deberá disminuir sus dimensiones (la contracción de las longitudes a causa del movimiento de los electrones en cada segmento reactilíneo). Paraecería que a acausa de la simetría del problema el "marco electrónico" debería caer dentro de la "red iónica". Entonces tendríamos cerca del conductor un extraño campo asimétrico (de tipo dipolar). Además, a una gran velocidad de los electrones, ellos podrían resultar estar, con relación al observador, del otro lado de los iones. Es absolutamente incomprensible cómo es que pudo haber ocurrido tal transición a través del observador (¡de modo perpendicular al movimiento de las partículas!). ¿Y a cuenta de qué fuerzas se habrían conservado juntos en la corriente los electrónes cargados (y también los iones) y no se habrían alejado hacia diferentes lados? Incluso si para uno de los lados del cuadarado utilizásemos la indeterminación ajustadora de la TER (¿hacia qué lado ocurre la contracción?), entonces todas las preguntas quedan para los otros lados del cuadrado.

El sistema del reloj y de las reglas de la TER es especulativa en la teoría e incómoda en la práctica ya que presupone que todos los testimonios se recolectan y se analizan (¡se interpretan!) algún momento después. La univocidad de la interrelación de las coordenadas clasicas newtonianas y de las realtivistas de Lorenz no significa la no contradicción automática de estas últimas (en este sentido físico consiste la diferencia entre la física y las matemáticas). Por ejamplo, en vez de la velocidad de la luz se podría haber utilizado en todas las fórmulas de la TER la velocidad del sonido en el aire y considerar los movimientos sobre la Tierra en el aire en reposo a velocidades infrasónicas. Sin embargo, la contradicción de tales transformaciones (para el movimiento) sería inmediatamente observada en la práctica. Esto demuestra el peligro de las analogías matemático-formales para la física.

El carácter erróneo de la idea relativista sobre la desaceleración del tiempo es evidente puesto que en la fórmula entra solo el cuadrado de la velocidad relativa (el efecto no depende de la dirección de la velocidad). Tomemos cuatro objetos iguales. Sea que el segundo objeto se mueve con respecto al primero a una cierta velocidad V1, entonces su tiempo está desacelerado con respecto al tiempo del primer objeto. ¿Dicen que esto es un efecto objetivo (recordemos el significado de la palabra "objetivo": efecto que no depende de la presencia ni propiedades del observador que no interacciona con el objeto estudiado)? Sea que el tercer objeto se mueve con relación al segundo con una velocidad y dirección arbitrarias V2, entonces, de forma análoga, su tiempo estará desacelerado con respecto al tiempo del segundo objeto. ¿Nuevamente es este un efecto objetivo? Tomemos el cuarto objeto y coloquémoslo inmóvil junto al primero. No vamos incluso a discutir con qué velocidad se mueve el cuarto objeto respecto al tercero, lo unico importante es que, en general, esta velocidad es diferente de cero. Y esto significa que otra vez tenemos una desaceleración "objetiva relativista" del tiempo para el cuarto objeto con relación al tiempo del tercero. De esta manera, dt1 > dt2 > dt3 > dt4. ¡Pero dt1 = dt4, ya que el cuarto y el primer cuerpos están en mutuo reposo! Semejante absurdo resultó por culpa de la fe fanática en la exclusividad e infalibilidad del método de sincronización POR PAREJAS de Einstein. La objetividad se escapa de las manos y nos queda o el efecto relativista de parecido, o puras combinaciones de cálculo ("husos horarios flotantes"). ¿Dónde está la grandeza proclamada?

Haremos ahora algunas aclaraciones de carácter general. Toda la cinemática de la TER se sigue del carácter invariante del intervalo $dr^2-c^2dt^2=inv$. Sin embargo, vemos que esta expresión está escrita para el espacio vacío. En el medio la velocidad de la luz no es constante, puede ser isotrópica y, además, no para cualquier frecuencia de la luz esta puede difundirse en un medio concreto dado (recordemos la amortiguación, la absorción, la reflexión, la dispersión). En ningún área de la física las propiedades de los fenómenos en el vacío se trasladan automáticamente a los fenómenos en otros medios (por ejemplo, en los líquidos, las propiedades hidrodinámicas y otrs; en los cuerpos sólidos, las propiedades de elasticidad, eléctricas y otras), es decir, ellas no se determinan mediante las propiedades del espacio vacío. Y sólo la TER pretende semejante "clonación" general de las propiedades.

Hablando en general, En la TER las propiedades de la luz, interiormente contradictorias y mutuamente excluyentes simplemente se postulan. Por eso la afirmación de Fok [37], acerca de que la luz es un fenómeno más simple que una regla, resulta ilícita. No hay que exaltar el papel de las señales de luz ni considerar verdadero todo aquello que se nos "aparece" con ayuda de la luz; en caso contrario tendríamos que considerar quebrada la cuchara dentro de un vaso con agua (el hecho de que esto nos es así se establece facilmente de manera geométrica en el espacio con ayuda de mediciones directas de las coordenadas de todos los "puntos de salida" de la cuchara hacia las fronteras del líquido). El tiempo clásico (o el tiempo determinado por una fuente infinitamente alejada en el medio de la perpendicular a la línea de movimiento) posee una privilegio importante: nosotros sabemos de antemano que él es igual en todos lados y no es necesario realizar ningún cálculo o razonamiento que tenga que ver con la prehistoria del proceso o con las propiedades del espacio. Prácticamente, la TER utiliza la velocidad de la luz como uno de sus patrones. Recordemos que existen dos patrones en la cinemática clásica: la longitud y el tiempo ("formulemos" las evidentes "leyes de la constancia de los patrones": la longitud del patrón de 1 m. es constante e igual un metro, la longitud del patrón de 1 s. es constante e igual a un segundo y, ni se diga, la "Gran Ley de Constancia del patrón relativista" a todos la han zumbado a los oidos). Puesto que la introducción de un patrón es un definición, entonces sus propiedades no estan sujetas a discusión [19]. Como resultado, todo lo relacionado con la difusión de la luz, en la TER deja de ser una prerogativa del experimento. Y puesto que todas las aplicaciones de la TER están escritas sólo para los sucesos que son destellos de luz, entonces la TER resulta ser logicamente inconsecuente. Sin hablar ya de que el "uso" de las propiedades de la luz en el vacío se han difundido sin razón a todos los otros fenómenos ("no-vacío").

En el libro de Feynman [35] se habla con sarcasmo sobre los filósofos y sobre la dependencia de los resultados respecto del sistema de referencia pero no se subraya que, a pesar de cualquier " apariencia", los objetos tienen características objetivas reales. Por ejemplo, una persona desde una gran distancia podría parecer del tamaño de una hormiga pero esto no significa que se haya realmente encogido (es de acuerdo general graduar los instrumentos precísamente con relación a características objetivas). El razonamiento sobre la relatividad de todas las magnitudes parece verosímil pero (!) en cuanto el tiempo en la TER se vuelve relativo y la velocidad de interacción, finita, el mismo concepto de magnitud relativa para los objetos espacialmente distanciados se vuelve indeterminado (depende del camino de unión, no está ligado causalmente, depende del sistema de observación, etc.). la determinación de todas las magnitudes respecto a las " estrellas alejadas" no tiene sentido ya que vemos " una realidad que nunca ha existido". Por ejemplo, Alfa-Centauri estuvo en ese lugar y con esas propiedades 4 años atrás, otras estrellas fueron tales decenas y cientos de años atrás, y las galaxias lejanas lo fueron miles de millones de años atrás, es decir, la señal fue enviada por la fuente cuando el observador (la Tierra) aún no existía y registrada cuando, posiblemente, esta misma fuente ya no existe. ¿Y relativamente a qué determinamos, entonces, las magnitudes? Está claro que las magnitudes relativas pueden determinarse sólo con relación a las características locales del espacio (el único enlace causal instantáneo).

Hay una observación importante respecto al concepto de relatividad, la cual incluso pasó a formar parte del nombre de la TER. Contrariamente a las ideas de Galileo sobre el aislamiento del sistema, en la TER se realiza el intercambio de impulsos luminosos entre sistemas. El concepto de relatividad en la TER ha sido llevado hasta el absurdo y ha perdido su sentido físico: prácticamente se separa un sistema con algunos objetos (dos, como regla) y el resto del Universo real se aleja. Si en la TER es posible postular semejante abstracción, entonces con mayor razón, se puede simplemente postular la independencia de los procesos, dentro de un sistema seleccionado, respecto a la velocidad de movimiento del sistema en relación con el "vacío" restante de todo el Universo. Pero, incluso a pesar de tal abstracción, no aparecerán valores "reales" relativos para los cuerpos (${\bf r}_{ij}, {\bf v}_{ij}$, etc.). Efectivamente, la reacción de respuesta del cuerpo $i$ ante el intento de cambiar su estado se determina por las características locales: el estado del cuerpo $i$ y de los campos en el punto dado del espacio. Pero los cambios ocurridos en el cuerpo $i$ afectarán a los otros cuerpos $j$ sólo después de un intervalo de tiempo $\Delta t_j$. De este modo, todos los cambios de los valores deberán determinarse respecto al sitio local (o respecto a las características locales). Y precísamente esta es la manifestación del espacio absoluto de Newton. Lo que respecta a si existen en este espacio absoluto una dirección y un origen de referencia destacados (en movimiento o en reposo) es una cuestión completamente diferente. En las teorías abstractas (modelos), ella puede ser postulada, por ejemplo, a apartir de la consideración sobre la comodidad de la teoría y para nuestro único Universo real debe ser resuelta experimentalmente. El concepto del tiempo absoluto en la física clásica newtoniana también era extremadamente estrícto. El tiempo debía ser uniforme e independiente de cualquier fenómeno observado en el sistema. Precísamente tal propiedad posee el tiempo sincronizado mediante una fuente periódica infinitamente alejada en la perpendicular media. (En la TER, al contrario, el tiempo no es una magnitud independiente: él está ligado al estado de movimiento del sistema ${\bf v}$ y con las coordenadas, por ejemplo, mediante la relación $c^2t^2-r^2=const$.) Para el transcurrir uniforme del tiempo el origen de referencia del tiempo es arbitrario. Para la descripción única de los fenómenos y para la confrontación de los resultados las escalas (de las unidades de medición) para todos los sistemas deberán ser idénticas. La uniformidad en el transcurso del tiempo provée automáticamente la mayor sencillez en la descripción de los fenómenos y para el concepto fundamental del tiempo permite introducir su definición estandar.

Hagamos algunas observaciones metódicas más. Hablando en general, en la TER el método de comparación de los fenómenos en dos diferentes sistemas inerciales presupone que ambos sistemas hubieron existido infinitamente. Sin embargo, los sistemas inerciales siempre están " atados" a cuerpos concretos y han existido sólo un tiempo finito. Entonces en cada caso concreto exíge ser examinada la pregunta:¿"se borró" ya o aun no la prehistoria de la formación de estos sistemas (su efecto)?

Son completamente inadecuadas para la realidad las analogías euclidianas con respecto a las proyecciones en el libro [33]. La proyección sólo es un método abstracto de descripción, el objeto mismo no cambia al girar. En la TER es al contrario, al cambiar el movimiento del observador (!) cambian momentáneamente las características del objeto (incluso de uno alejado).

El paso límite de las transformaciones de Lorenz a las de Galileo (para el tiempo $t=t'+vx'/c^2$) muestra que la mecánica newtoniana no es sólo el límite para las velocidades pequeñas $\beta=v/c\ll 1$ sino que se exige otra condición: $c\rightarrow\infty$. Pero entonces para muchos valores en la TER no exíste ese paso límite a los valores clásicos (ver más adelante y también [50]). Así pues, en la física clásica $c\ne\infty$: ¡su valor final fué determinado ya en el siglo XVII!

La propiedad de la homogeneidad máxima del espacio-tiempo puede ser un atributo o bien para el espacio matemático ideal y para el tiempo de Newton (que prácticamente es un " ajuste de allá arriba") o bien es un espacio modelo (por ejemplo, con puntos materiales que no interactúan a distancia). Dentro de la teoría de la relatividad, el intento de apoyarse en la propiedad mencionada como en una propiedad fundamental del espacio real y del tiempo es artificial. En primer lugar, incluso a escalas terrestres no podemos cambiar arbitrariamente los puntos del espacio, los instantes de tiempo, las direcciones de los ejes y las velocidades de los sistemas inerciales: recordemos los límites del espacio terrestre, el giro de la Tierra, el campo gravitacional, la influencia de la Luna, los campos electrico, magnético, térmico y otros. Y estas son limitaciones reales prácticamente alcanzadas y no limitaciones fundamentales para algún caso a velocidades relativistas y a las enormes escalas del Universo. A propósito, a las escalas del Universo, esta propiedad tampoco se comprueba con los objetos reales y los campos gravitacionales (el modelo de un "gel" homogéneo no describe al Universo real). En segundo lugar, además del aspecto de las ecuaciones, la solución se determina matemáticamente por las condiciones iniciales y de frontera. Esto prácticamente también obstaculiza, a escalas finitas reales, cualquier dezplazamiento y cambio (o bien es necesario adicionalmente cambiar las condiciones asignadas). ¿Cómo es que con las pretenciones la TR se ajusta a las propiedades y fórmulas no lineales? Incluso el concepto mismo de "relatividad" no permite la generalización (más bien la reducción) para el espacio real con la gravedad (esto lo subrayó Fok [37]: el término teoría general de la relatividad noes adecuado).

El principio de la relatividad (en cualquier forma) presupone que "sin espiar" más allá de los límites del sistema no se puede observar su movimiento uniforme. Anteriormente el papel del medio todopenetrante para la posible observación de tal movimiento lo jugaba el éter. Aclaremos que nos estamos refieriendo no a la observación del movimiento absoluto, sino sólo al movimiento relativo del éter, es decir, "si espiar" hacia afuera se podía comparar estos movimientos (aquí se tiene en mente solo la posibilidad de cálculo, ya que no se puede fijar un sistema de puntos de referencia y estándares al éter). Pero aun con la "abolición" del éter, según las concepciones actuales, como candidato con propiedades análogas queda el campo gravitacional (que en principio no se puede blindar). Por ejemplo, basándose en la tesis sobre la igual velocidad de transmisión de la luz y de las interacciones gravitacionales, de la anisotropía de la radiación de fondo se puede seguir la anisotropía del campo gravitacional (todopenetrante). De este modo, la desigualdad de los sistemas inerciales a macroescalas puede ser, en principio, observada sin " espiar" hacia afuera incluso en un punto local. Teóricamente esto se puede evadir mediante la hipótesis de que la velocidad de las interaccciones gravitacionales es mucho mayor que que la velocidad de la luz; entonces la isotropía podría establecerse, y en la práctica esto compete al experimento.