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Algunas
prácticas pedagógicas de la relatividad especial, utilizan el triángulo
rectángulo de la figura 1-A, simplemente como una ayuda mnemotécnica para
recordar la siguiente ecuación de energía relativista:
E2
= (pc)2 + (mo c2 )2

E moc2 pc
![]()
FIGURA 1-A
En donde:
p es el momento dinámico (o ímpetu) de la materia
en
estudio.
c es la
rapidez de la luz.
mo es
la masa de la materia, cuando esta en reposo relativo al
marco de referencia desde el cual se observa.
Esta es una ecuación de la forma del teorema de
Pitágoras, pero ya que la energía es
una cantidad escalar no se profundiza mas en este triángulo.
A continuación viene el comienzo del simplísimo
desarrollo que increíblemente nadie a través de la historia concibió, por mas a
la vista que siempre estuvo.
Yo le propongo a la ciencia que cambie los
cuadrados de cantidades escalares de la ecuación (1)
por cuadrados de cantidades vectoriales, simplemente dividiendo ambos lados de
la ecuación, entre c2
. Esto es:
E2/c2 = p2 + (mo c)2
Ahora, el triángulo rectángulo que la expresión
anterior sugiere ya tiene mayor significado que simplemente una ayuda
mnemotécnica:
Formalmente estamos autorizados para interpretarlo
como una composición vectorial!!


Y la expresión anterior la podemos denotar
vectorialmente como sigue:
(2) E/c = p(i) + (mo c)( j)
Donde i y j son vectores
unitarios.
Ya desde aquí le he dado al lector suficiente material para que comience a sospechar que
este triángulo esquematiza a E/c como el momento dinámico
del cuanto (o fotón) de la energía a la que equivale la masa de la materia
observada. Algo nunca antes visto.
Dos preguntas interesantes:
¿Hacia donde apunta este
vector?
Como ya aclararé mas adelante, este vector apunta
a cualquier dirección, con tal de que no sea una dirección contenida en el
universo.
¿ Esta es la única parte del contexto de la
relatividad especial que sugiere esta extraña formación triangular?
No. Esta composición vectorial subyace a toda la
relatividad especial. El siguiente paso de
mi tesis es mostrarle como también las expresiones básicas de la
geometría de Minkowski hablan del mismo hallazgo.
Revelación por parte del invariante fundamental:
vectores subyacentes revelados
En las representaciones de Minkowski se tiene lo
que se conoce como invariante fundamental:
(3) c2t2 = w12 – x12
= w22 – x22
En donde:
t es lo que se conoce como
el tiempo propio de la materia en
estudio y se
calcula por el reordenamiento de: t = t / (1-v2/c2)1/2
.
w es igual a ct y en donde t es el tiempo que ha
transcurrido
para el marco
de referencia desde donde se observa el
movimiento de la materia.
x se refiere al desplazamiento de la partícula, en
un tiempo t.
en el cual al despejar para w2 y denotándolo de forma general (esto es,
sin subíndices que se correspondan a algún marco de referencia en específico),
se tiene:
w2 = c2t2 + x2
Respetado lector,
la expresión (3) se
refiere a cuadrados de coordenadas correspondientes a los ejes cartesianos de
cada uno de los dos marcos de referencia. Sin embargo la forma pitagórica de la
expresión anterior, sumado al hecho de que tenemos que aceptar que se trata de
cuadrados de cantidades vectoriales (la velocidad de la luz multiplicada por un
tiempo determinado y el desplazamiento x, son vectores de un mismo
tipo), nos autoriza formalmente a utilizar la siguiente notación vectorial:
w = ct (i)+ x( j)
Donde i y j son vectores unitarios.
Desde la fecha en que se concibió la expresión (3), siempre se consideraron sus términos como coordenadas de los marcos de referencia. Pero yo le digo al lector, que formalmente estamos autorizados a considerar los términos de la expresión anterior como vectores de desplazamiento.
Los subíndices en (3) denotan que son mediciones respecto al marco 1, el que se supone en reposo, y el marco 2, el que se supone en movimiento. Como ya debe saber el lector, las variables se refieren a diferencias o diferenciales, entre las respectivas coordenadas iniciales y finales. En el caso especial en que se basan las expresiones (3) y (4) la posición inicial se da en el origen del marco de referencia y la final se da en la coordenada x. Por eso dicho desplazamiento es igual a x.
Es evidente que la forma de la expresión, como teorema de Pitágoras, sugiere su asociación a un nuevo triángulo rectángulo, ver figura 2. Esta vez de inicio se trata de cantidades vectoriales.
FIGURA
2


Claro,
para el ente material de todo este caso de nuestro hallazgo, el momento
dinámico p de la figura 1-B, se corresponde al desplazamiento x
del triángulo anterior. También el resto de las cantidades vectoriales de estos
dos triángulos, se corresponden entre sí y lo cual demuestro en la siguiente
operación algebraica sencilla, en donde se hace referencia a los catetos de los
triángulos 1-B y 2 :
mo c/ p = mo c / (mo v / (1-v2 /c2 )1/2 )= c/v (1-v2 /c2)1/2
= ct/x (1-v2 /c2)1/2=
ct/x
En donde v es la rapidez de la materia respecto al
marco de referencia.
Este cálculo anterior significa que el lado vertical sobre el lado horizontal del triángulo de la figura 2 es igual al lado vertical sobre el lado horizontal del triángulo 1-B y lo cual demuestra que ambos triángulos son semejantes y que se refieren a un mismo ente material.
¿Por qué nadie pudo evidenciar esto? a pesar de que han
transcurrido cien años de la teoría de la relatividad especial?
Esto es contestado en la sección del llamamiento que hago a los científicos cristianos.