Efectos de arrastre de luz
En la física del siglo XIX , hubo varias situaciones en las que se podría decir que el movimiento de la materia arrastra la luz . Esta hipótesis del arrastre de éter fue un intento de la física clásica de explicar la aberración estelar y el experimento de Fizeau , pero fue descartada cuando Albert Einstein introdujo su teoría de la relatividad. A pesar de esto, la expresión arrastrar la luz se ha mantenido un tanto en uso, como se explica en esta página.
Bajo el modelo simplificado de la relatividad especial , Einstein asume que los efectos de arrastre de luz no ocurren y que la velocidad de la luz es independiente de la velocidad del movimiento del cuerpo emisor. Sin embargo, la teoría especial de la relatividad no se ocupa de los efectos de la materia particulada o los efectos gravitacionales , ni proporciona una descripción relativista completa de la aceleración . Cuando se hacen suposiciones más realistas (que los objetos reales están compuestos de materia particulada y tienen propiedades gravitacionales), bajo el modelo más sofisticado de la relatividad general , las descripciones resultantes incluyen efectos de arrastre de luz.
La teoría de la relatividad especial de Einstein proporciona la solución al Experimento Fizeau , que demuestra el efecto denominado resistencia de Fresnel mediante el cual la velocidad de la luz se modifica al viajar a través de un medio en movimiento. Einstein mostró cómo se calcula la velocidad de la luz en un medio en movimiento, en la fórmula de adición de velocidad de la relatividad especial.
La teoría de la relatividad general de Einstein proporciona la solución a los otros efectos de arrastre de luz, por los cuales la velocidad de la luz se modifica por el movimiento o la rotación de masas cercanas. Todos estos efectos tienen una propiedad en común: todos son efectos dependientes de la velocidad, ya sea que la velocidad sea un movimiento en línea recta (que provoca arrastre de fotogramas ) o un movimiento de rotación (que provoca arrastre de rotación ).
Efectos dependientes de la velocidad
La relatividad especial predice que la velocidad de la luz se modifica al viajar a través de un medio en movimiento .
- Para un cuerpo de partículas en movimiento , se sabe que la luz que se mueve a través de la estructura del cuerpo se mueve más rápido en la dirección del movimiento del cuerpo que en la dirección opuesta ( experimento de Fizeau ). Este efecto fue predicho originalmente por las teorías del éter arrastrado ( ver: por ejemplo, Fresnel ). La luz dirigida transversalmente a través de un cuerpo transparente en movimiento también se traduce en la dirección del movimiento del cuerpo (RV Jones, J. Phys A 4 L1-L3 (1971)).
La relatividad general predice que la aceleración de un cuerpo en línea recta hará que la luz se arrastre, un efecto conocido como arrastre de cuadros (o gravitoelectromagnetismo ).
- Para una fuente de gravedad en movimiento, el campo gravitacional se puede considerar como una extensión del objeto y conlleva inercia e impulso, dado que una colisión directa con el objeto en movimiento puede impartir impulso a una partícula externa, la interacción con el campo gravitacional del objeto debería permitir " intercambio de impulso "también. En consecuencia, un campo gravitacional en movimiento arrastra luz y materia. La NASA utiliza este efecto general para acelerar las sondas espaciales, utilizando el efecto de honda gravitacional .
Efectos de rotación y arrastre
Bajo la relatividad general , la rotación de un cuerpo le da una atracción gravitacional adicional debido a su energía cinética ; y la luz es arrastrada (hasta cierto punto) por la rotación ( efecto Lente-Sed ).
- En el caso de la rotación , bajo la relatividad general observamos un efecto de arrastre dependiente de la velocidad, ya que, para un cuerpo en rotación, la tendencia del objeto a tirar de las cosas con él puede explicarse por el hecho de que la parte que retrocede del objeto tira con más fuerza que la parte que se acerca.
Referencias
- RW Ditchburn, Light, (3a ed.), Vol.2 (Academic Press, Londres, 1976) - la luz y el movimiento de los medios particulados
- Kip Thorne, Agujeros negros y distorsiones del tiempo: el escandaloso legado de Einstein (Norton, Nueva York, 1995) : arrastre de cuadros alrededor de los agujeros negros
Otras lecturas
Pandey, Apoorv (2019) "Una interpretación alternativa del efecto Unruh". IJSER Volumen 10, ISSN 2229-5518. https://www.ijser.org/onlineResearchPaperViewer.aspx?An-Alternative-Interpretation-for-Unruh-Effect.pdf
Ver también
