Marco preferido

En física teórica , un marco preferido o marco privilegiado suele ser un marco de referencia hipotético especial en el que las leyes de la física pueden parecer identificablemente diferentes (más simples) de las de otros marcos.

En las teorías que aplican el principio de relatividad al movimiento inercial , la física es la misma en todos los sistemas de referencia inerciales , e incluso es la misma en todos los sistemas de referencia bajo el principio de relatividad general .

En las teorías que presuponen que la luz viaja a una velocidad fija con respecto a un éter luminífero inmodificable y detectable , un sistema de referencia preferido sería aquel en el que dicho éter permaneciera estacionario. En 1887, Michelson y Morley intentaron determinar el estado de movimiento del éter. Para ello, supusieron que la relatividad galileana se cumplía con los relojes y las reglas; es decir, que la longitud de las reglas y los periodos de los relojes eran invariables ante cualquier cambio de sistema de referencia galileano. Bajo esta hipótesis, el éter debería haber sido observado.

Al comparar mediciones realizadas en diferentes direcciones y buscar un efecto debido a la velocidad orbital de la Tierra, su experimento arrojó un resultado nulo . En consecuencia, dentro de la teoría del éter de Lorentz, la transformación galileana fue reemplazada por la transformación de Lorentz . Sin embargo, en la teoría del éter de Lorentz se asume la existencia de un éter indetectable y se mantiene el principio de relatividad. La teoría fue rápidamente reemplazada por la relatividad especial , que proporcionó fórmulas similares sin la existencia de un éter inobservable. Todos los sistemas de referencia inerciales son físicamente equivalentes en ambas teorías. Más precisamente, siempre que ningún fenómeno viole el principio de relatividad del movimiento, no hay forma de medir la velocidad de un observador inercial con respecto a un posible medio de propagación de ondas cuánticas.

Aunque todos los sistemas de referencia inerciales son equivalentes bajo la mecánica clásica y la relatividad especial , el conjunto de todos los sistemas de referencia inerciales tiene privilegios sobre los sistemas de referencia no inerciales en estas teorías. ^{[ 1 ] : 10} Los sistemas de referencia inerciales tienen privilegios porque no tienen física cuyas causas estén fuera del sistema, mientras que los sistemas de referencia no inerciales sí. Einstein da el siguiente ejemplo: supongamos que dos cuerpos elásticos de igual composición están en el espacio y distantes entre sí de tal manera que la interacción entre ellos puede ignorarse, y cuyo único movimiento relativo es una rotación rígida uniforme alrededor de la línea que une los centros de ambos cuerpos (como ruedas que giran alrededor de un eje ). Uno de los cuerpos es una esfera y el otro es un esferoide , una esfera achatada. La forma física propia observable de los cuerpos permanece igual en todos los sistemas de referencia. El sistema de referencia del esferoide no giratorio tiene una física cuya causa está fuera del sistema, responsable del achatamiento del esferoide. El marco de esfera no giratoria no lo hace, lo que lo hace privilegiado en el sentido de que no requiere causas externas. Esto se aplica a todos los marcos inerciales, que son privilegiados en el mismo sentido. ^{[ 1 ] : 209} Einstein continuó desarrollando la relatividad general y el principio de equivalencia , en el cual los marcos inerciales-gravitacionales ya no son privilegiados, ^{[ 1 ] : 215–223} porque las geodésicas del espaciotiempo explican estos efectos inerciales-gravitacionales sin una causa externa. ^{[ 2 ]}

• Pruebas de la relatividad especial
• Búsquedas modernas de violación de Lorentz
• Fondo cósmico de microondas
• Poner a prueba las teorías de la relatividad especial.

• Einstein (1954) Relatividad, la teoría especial y la teoría general