Espacio y tiempo absolutos

  

Figura 0.10: Un balde colgado de un cable se ha forzado a girar en un sentido y luego se lo deja girar libremente con respecto a unas estrellas fijas, se observa la superficie paraboloide del agua.

Newton no define el espacio, tiempo ni lugar ni movimiento pues según sus palabras son palabras conocidas por todos.Y dice en su tratado de ``Philosophiae Naturalis principia mathematica"

El tiempo absoluto, verdadero y matemático, en sí mismo por su propia naturaleza, fluye de una manera ecuable y sin relación alguna con nada externo y, se conoce también con el nombre de duración; el tiempo relativo, aparente y común es una medida sensible y externa (ya sea exacta e inecuable) de la duración por medio del movimiento, y se utiliza corrientemente en lugar del tiempo verdadero; ejemplo de ello son la hora, el día, el mes el año.

El espacio absoluto, por su propia naturaleza y sin relación alguna con nada externo, permanece similar e inmóvil. El espacio relativo es una dimensión o medida movible de los espacios absolutos que nuestos sentidos determinan de acuerdo con su posición con respecto a los cuerpos y que por lo común se toma como espacio inmóvil; tal es la dimensión de un espacio subterráneo, aéreo o celeste, determinadoa través de su posición con respecto a la Tierra. El espacio absoluto y el relativo son iguales en forma y magnitud, pero no siempre coinciden numéricamente, un espacio cualquiera de nuestro aire, que relativamente a la Tierra y con respecto a la Tierra permanece siempre igual, en un momento dado ocupa una cierta parte del espacio absoluto po el que atraviesa el aire;en otra parte ocupará otra parte distinta del mismo y así entendido su sentido absoluto, irá modificándose continuamente.

  

Figura 0.11: Desde cada gota se ve rotar a la otra, pero cuál es la que realmenteestá rotando?.

Como ejemplo del movimiento absoluto Newton se ingenió el siguiente experimento (Figura (0.3.2)): Un balde de agua suspendido de una cuerda se hace rotar con respecto a unas estrellas fijas. La superficie del agua toma una forma de paraboloide, Newton afirma que si el balde ahora no se pone a rotar, se deja quieta, y si fuera posible que las estrellas rotaran alrededor del balde, la superficie del agua permanecería plana. Es decir, se demuestra la existencia del movimiento absoluto.

Otro experimento semejante, Figura (0.3.2), es el siguiente: se tienen dos gotas una de las cuales gira alrededor de su eje, los observadores situados en cualquiera de las dos gotas ven girar a la otra gota, pero cuál es la gota que realmente gira? Según la teoría clásica, la forma de las gotas lleva a concluir que la gota Q está rotando y la gota P está en reposo con respecto al espacio absoluto; la fuerza centrífuga es la responsable del achatamiento de la gota Q. El físico y filósofo austríaco Ernst Mach (1838-1916)(su apellido se relaciona con velocidades supersónicas) atribuye el origen de la fuerza centrífuga en todas las masas distantes del universo. La inercia de un cuerpo también tendría el mismo origen, es decir debida a la influencia de todo el resto de la materia del universo. La gravitación jugaría el papel fundamental. La relatividad de Galileo y también la especial, tienen de común que en ambas teorías se consideran sistemas inerciales de referencia. Einstein en 1911 con su teoría general de la relatividad consideró los efectos de la gravitación como veremos posteriormente.

Hubo intentos de modificar las leyes de la electrodinámica para interpretar los resultados negativos del experimento de Michelson Morley, y consistía en no aceptar que la velocidad de la luz tiene el mismo valor en los sistemas inerciales de referencia, para ello se considera que está conectada con el movimiento de la fuente y no con el éter. Se coloca la hipótesis que la velocidad de la luz is crelativa a la fuente original y que esta velocidad es independiente del estado de movimiento del medio que transmite la luz. Estas hipótesis llamadas de emisión, la desvirtuó Tomaschek repitiendo el experimento de Michelson-Morley utilizando una fuente de luz extraterrestre: la de una estrella, y también Miller D.C., quien utilizó la luz solar.

Las observaciones de de Sitter de las órbitas de estrellas dobles muestran que ellas se mueven en órbitas circulares, contrario a lo que ocurriría si se supusiera que la velocidad de la luz depende de la velocidad de la fuente, ya que la luz tendría una velocidad c+v_sen donde v_s es la componente de la velocidad de la estrella relativa al observador, y hay una diferencia de tiempo entre la llegada de la luz de la estrella si se acerca al observador que cuando se aleja de él, la consecuencia es que la órbita se observaría eccéntrica. Se ha determinado la velocidad de rayos gamma emitidos por mesones $\pi^0$ de altas energías y de encontró que