Introducción

En los capítulos anteriores una parte considerable de la crítica a la teoría de la relatividad se basó en lo llamados experimentos mentales. Hagamos una aclaración trivial para que ninguna "bondadosa" persona aparezca casualmente con la pregunta absurda sobre la realización técnica y la exactitud experimental de los experimentos mentales. Está generalmente aceptado desde los tiempos de Galileo que la construcción de un experimento mental utiliza los conceptos y las reglas de una cierta teoría criticada y demuestra su contradicción interior. Como resultado se tiene que no hay en absoluto una magnitud que se pueda comparar con el experimento. La contradicción lógica pone el punto final al desarrollo de cualquier teoría. Pero, para tener una imagen más completa, se continuará el análisis de la teoría de la relatividad desde el punto de vista experimental.

En este capítulo analizaremos experimentos reales y mostraremos lo erróneo de las interpretaciones de estos experimentos de la teoría de la relatividad. Para iniciar el proceso de reflexión sobre los experimentos relativistas analicemos las ideas que podrían "casi no entrar en conflicto" con la TER (pero después avanzaremos paulatinamente hasta llegar a la crítica).

Iniciaremos la introducción al Capítulo 3 con la pregunta principal para la teoría de la relatividad: ¿es constante o no la velocidad de la luz? Pareciera que la respuesta a esta pregunta ya fue dada en el experimento de Michelson-Morley sobre el estudio del efecto del movimiento de la Tierra en la velocidad de la luz (recordemos así mismo los experimentos ópticos análogos de Morley, Kennedy-Thorndike, el experimento vienés de Jeans y otros [7,61,83]). Notemos que hubo intentos de corregir la TER [79,97,116] y de resucitar la teoría de Lorenz sobre el éter [1,42,64,95,108,118].

Sin embargo, el término "constante" significa independencia respecto al tiempo, a las coordenadas espaciales, a la dirección de transmisión de la luz y, finalmente, de las propiedades de la luz misma. Es necesario cierto esfuerzo para no dar una respuesta preconcebida a la pregunta: ¿que pudo haber sido determinado en el interferómetro de Michelson? Notemos que en el experimento de Michelson no se mide velocidad alguna en absoluto, sino la diferencia de fase de los rayos (y acerca de su velocidad podemos juzgar solo de manera indirecta). Recordemos que dos rayos de luz se movían en direcciones mutuamente perpendiculares. Notemos, empero, lo siguiente. Para evitar la sincronización de los intervalos de tiempo en diferentes puntos, ambos rayos de luz se movían por trayectorias cerradas (en dos direcciones mutuamente perpendiculares). Por lo tanto, prácticamente tenemos que ver sólo con cierta velocidad "media" de la luz para direcciones opuestas.

Pareciera que el resultado del experimento de Michelson puede ser formulado de la siguente manera: la velocidad media de la luz de una frecuencia fija para dos direccciones opuestas en un cierto sistema de referencia no depende del movimiento de este sistema. Surgen al menos dos preguntas en relación con el resultado de Michelson-Morley:
(1) ¿Es constante la velocidad de la luz independientemente de la dirección en que se transmite ${\bf k}_1={\bf k}/k$ o es ella anisótropa: $c=c({\bf k}_1)$? Esta pregunta se puede ampliar un poco: ¿Depende la velocidad de la luz de las coordenadas espaciales ${\bf r}$ y del tiempo $t$? Sin embargo, desde el punto de vista de la relatividad, semejantes preguntas se encuentran más allá de los límites de las posibilidades teóricas y prácticas actuales puesto que tocan el problema de la estructura del espacio como tal. Aquí no se discutirán dichas preguntas ya que su comprobación experimental, desde el punto de vista de la TER, exige un "sistema básico" poseedor de una naturaleza no-electromagnética para la medición de las distancias y para la sincronización del tiempo.
(2) Existe una pregunta más práctica: ¿depende la velocidad de la luz en el vacío de las características de la luz misma? En particular, es posible la dependencia respecto a la frecuencia $\omega$, es decir, $c=c(\omega)$.

El sentido físico (filosófico) de la constancia de la velocidad de la luz (de los libros de texto sobre la TER) es el siguiente. Supongamos que la luz es capaz de transmitirse en el vacío sin un ámbito intermedio. Puesto que el sistema de referencia no puede ser "atado" firmemente al vacío, entonces es indiferente con qué velocidad en relación al vacío se mueve nuestro sistema. Por consiguiente, la velocidad de la luz con relación a nuestro sistema deberá ser independiente del movimiento del sistema. (¡Aunque por alguna razón otras partículas pueden moverse en el vacío con las más diversas velocidades!) No obstante, surgen las siguentes preguntas: 1) ¿Cambian las propiedades del vacío cuando se introducen en él partículas (fotónes)? 2) ¿Cuál es el mecanismo de transmisión de las oscilaciones electromagnéticas en el vacío? En los Apéndices se darán hipótesis particulares para la respuesta a estas preguntas.

En esté capítulo se analizara minuciosamente aquello que en realidad se pudo haber determinado en los experimentos existentes. Como resultado se dará una crítica detallada de la interpretación relativista de toda una serie de experimentos famosos y de los resultados observacionales que han sido referidos de forma adecuada a favor de la TER y de la TGR. La única parte que pareciera ser "funcional" en la TGR, la dinámica, será detalladamnete analizada en el siguiente Capítulo 4.