Diferencia entre revisiones de «Principio de Mach»
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A finales del siglo XIX el físico austríaco [[Ernst Mach]] propuso la siguiente hipótesis que más tarde fue llamada el principio de Mach. Los sistemas de referencia inerciales existen sólo debido a la existencia de las estrellas inmóviles, es decir, las masas alejadas del [[Universo]]. Y el centro de masas del Universo es un sistema natural de referencia inercial. Entonces, un cuerpo que se mueve libremente, se mueve con la velocidad constante respecto al centro de masas del Universo, es decir, los alejados objetos macizos. En tal caso el cuerpo opone resistencia sólo porque se acelera respecto a las estrellas inmóviles.
Sería conveniente hacer la siguiente comparación. Existen los campos que actúan sobre el cuerpo, independientemente de si éste se mueve o no. Son campos gravitatorios y campos eléctricos. Pero el [[campo magnético]] actúa solamente sobre una [[carga eléctrica|carga]] móvil. Las fuerzas inerciales hasta cierto punto se podría comparar con las fuerzas magnéticas. Éstas surgen solamente cuando una masa se mueve con aceleración respecto a las estrellas inmóviles. Es como si toda la masa enorme de las estrellas originara el campo de las fuerzas inerciales.
Los físicos preguntaban a Mach: ¿que pasaría si quitáramos las estrellas?, ¿el cuerpo habría dejado de oponer resistencia a la aceleración y habría perdido su inercia? Pero Mach evitaba dar una repuesta unívoca a esta pregunta. [[Albert Einstein]], que simpatizaba mucho al principio de Mach, era más consecuente en esta cuestión. Mientras estaba investigando en la [[teoría general de la relatividad]], esperaba que el principio de Mach encontraría su sitio dentro de su teoría. En aquel período Einstein escribió: ... ''''en la consecuente teoría de la relatividad no se puede definir la [[inercia]] respecto al “espacio”, pero sí se puede definir la inercia de las masas respecto una a otra. Por eso, si alejamos una masa cualquiera a una distancia grande de todas las demás masas del Universo, la inercia de tal masa debe tender a [[cero]]. Vamos a intentar a formular estas condiciones matemáticamente.'' Así que Einstein afirmaba que un cuerpo alejado de todas las masas del Universo a una distancia bastante importante carecería de inercia. En esta cuestión [[Pauli]] estaba de acuerdo con Einstein: Como Mach se daba cuenta del arriba mencionado defecto de la mecánica de Newton y sustituyó a la acelarión absoluta por la aceleración respecto a las demás masas del Universo, Einstein llamó a este postulado como el principio de Mach. Este principio, en particular, exige que la inercia de la materia sea definida exclusivamente por las masas que la rodean y de tal manera, desaparecería en caso de quitar todas las demás masas, porque desde el punto de vista relativista no tiene ningún sentido hablar de la resistencia a la aceleración absoluta (relatividad de inercia).
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En la Enciclopedia Soviética Grande, editada en 1974, Tomo 15, encontramos el siguiente párrafo al respecto: ...''el principio de Mach sigue usándose ampliamente en los trabajos destinados a la investigación de la estructura y características del Universo en general, aunque el problema de cuadrar al principio de Mach con las conclusiones de la [[cosmología]] procedentes de la teoría general de la relatividad de Einstein así como procedentes de otras teorías de [[gravitación]], choca con las contradicciones serias que hacen pensar que el principio de Mach puede ser erróneo o imposible de probar experimentalmente.''
En el Curso de Física de Berkeley sobre este tema está escrito lo siguiente: ''La existencia de los sistemas de referencia inerciales implica una pregunta que carece de respuesta: ¿Qué influencia ejerce toda la demás materia del Universo a un experimento que se realiza en un laboratorio en la Tierra?'' Y a continuación: ... ''la idea de que sólo la aceleración respecto a las estrella inmóviles tiene sentido es una hipótesis que habitualmente es conocida como el principio de Mach. Aunque dicha idea no fue ni comprobada, ni desmentida experimentalmente, algunos físicos como Einstein, consideran que este principio a priori es de interés. Otros físicos son de opinión contraria. Esta cuestión es importante para la cosmología teórica. Si suponemos que el movimiento del resto del Universo influya al estado de cualquier [[partícula subatómica|partícula]], entonces surge una serie de preguntas que carecen de respuestas. Existe alguna relación recíproca entre las características de una partícula y el estado del resto del Universo? En caso de que se cambiara la cantidad de partículas en el Universo o la densidad de su distribución, ¿habría variado la carga del [[electrón]] o su masa o la energía de ligadura de [[nucleones]]? Por el momento, no conocemos la respuesta a esta profunda pregunta sobre la correlación entre el Universo lejano y las características de las partículas en la Tierra.''
Resumiendo, hoy en día es desconocido si el principio de Mach es correcto o no. Tampoco está claro cómo se podría comprobarlo experimentalmente. Es conveniente recordar que el principio de Mach fue planteado a finales del siglo XIX y por eso fue formulado en el marco de la mecánica clásica de Newton. En el siglo XX fueron creadas ramas de física como la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica. Por lo cual, es probable que para poder cuadrar el principio de Mach con la física moderna, sea necesario tomar en consideración las conclusiones tanto de la teoría de la relatividad como las de la mecánica cuántica.
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Un físico ruso Vasily Yanchilin propuso una interpretación nueva del principio de Mach. Si alejamos un cuerpo experimental de las masas grandes del Universo, la indeterminación cuántica en su movimiento empezará a crecer. Como la [[constante de Planck]] se determina por el [[potencial gravitatorio]] Ф creado por todas las masas que existen en el Universo, fuera del Universo la constante de Planck se tenderá al infinito, mientras que cuanto más cerca a un cuerpo enorme, menor será su valor.
A medida que se aleja de todas las masas del Universo, crece la indeterminación cuántica en el movimiento de los cuerpos, así como la indeterminación cuántica en el movimiento de las partículas elementales de las cuales están compuestos todos los cuerpos. Por eso los cuerpos macroscópicos, alejados de todas las masas del Universo, se desintegrarán en partículas elementales. La indeterminación en el movimiento de las partículas elementales será tan alta que las partículas ni siquiera tendrán la trayectoria aproximada del movimiento. Es obvio que la noción del sistema de referencia en tales condiciones pierde su sentido físico. Las nociones de [[tiempo]] y [[espacio (física)|espacio]] carecerán de sentido. De acuerdo con la nueva interpretación nuestro Universo está rodeado por el [[Caos]].
Dentro de nuestro Universo, debido al fuerte efecto gravitatorio de las estrellas y [[Galaxias]] (esta influencia se refleja en el valor enorme del potencial gravitatorio del Universo |Ф| ≈ 10 х 17 m²/seg2), la indeterminación en el movimiento de las partículas elementales disminuye considerablemente. Dentro de nuestro Universo, una partícula elemental se mueve “casi” en línea recta y con la velocidad “casi” constante.
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