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María José T. Molina

Teoría de Equivalencia Global

TEORÍA DE LA RELATIVIDAD
ELEMENTOS Y KRÍTICA

Modelo heliocéntrico y tolemaico

Los sistemas de referencia y la controversia entre teoría geocéntrica o sistema tolemaico de los griegos y el modelo heliocéntrico de Copérnico. El modelo de Ptolomeo y la influencia del observador en la realidad física.

II.c.1.a) Modelo heliocéntrico y sistema tolemaico

Una matización interesante sobre la correcta interpretación de los sistemas de referencia se puede leer en el punto de Física Relativista sobre La no-distinción entre la velocidad física o real y la velocidad relativa, mental o abstracta.

Al hablar de sistemas de referencia nos viene a la mente la clásica controversia entre la teoría geocéntrica o sistema tolemaico de los griegos y el modelo heliocéntrico de Copérnico. Lo más importante es tener en cuenta que ambos son correctos pues son convenciones, la diferencia es que el modelo heliocéntrico es mucho más sencillo de expresar matemática y lógicamente que el sistema tolemaico, claro está, siempre que nos estemos refiriendo a descripción del movimiento de los planetas del Sistema Solar.

La corrección convencional del sistema heliocéntrico y del modelo geocéntrico de Ptolomeo se suelen poner como ejemplos de que todas las teorías físicas son correctas y que una nueva teoría tiene que incluir a la anterior como un caso particular. Nada más lejos de la realidad científica, espero que sea suficiente con citar el caso de la Tierra es plana o redonda. Obviamente, la teoría actual del globo terráqueo no incluye a la anterior.

Para que no quepa ninguna duda, yo acepto plenamente la necesidad de un sistema de referencia, por muy elemental que sea, para definir el movimiento. Es decir, comparto el principio de que todo movimiento es relativo; asimismo, yendo un poco más lejos me atrevería a decir que todo pensamiento es relativo.

Un marco o sistema de referencia se puede aplicar a cualquier materia, objeto, o incluso pensamiento pero el razonamiento sobre esta materia se refiere a un sistema de referencia espacial.

Un sistema de referencia se puede aplicar a cualquier materia, objeto, o incluso pensamiento pero creo que el razonamiento sobre esta materia se puede comprender mejor hablando de un sistema de referencia espacial.

Para mí, es bastante obvio que las dimensiones espaciales no son más que conceptos abstractos y, por su propia construcción o naturaleza, de carácter simbólico y absoluto respecto a un origen convencional. Incluso con la idea del sistema de referencia natural, el espacio sigue siendo un concepto al que se le asigna un origen convencional.

El espacio, en este sentido, existe en la mente sin necesidad de su realidad física. Es más, su realidad física, si es que existe, no añade nada al concepto.

Al menos, es lo que yo entendí cuando me lo explicaron de pequeñito.

A pesar de que el movimiento es relativo por pura tautología, hay que averiguar si existen sistemas de referencia naturales que sean más apropiados que otros. Cuando ando sobre el suelo, el sistema de referencia natural o más común o más útil o... me dice que el que se mueve soy yo y no el suelo; por supuesto existen otros puntos de vista correctos pero no son igual de potentes para explicar o conseguir objetivos particulares. En otras palabras, para estos objetivos parece que el mejor modelo sería el sistema tolemaico o modelo geocéntrico que hace fija a la Tierra.

Un caso típico de sistemas de referencia conocidos por todos nosotros es el sistema heliocéntrico aplicado al sistema solar que comentaba antes. ¿Quién da vueltas a quién en la pista de baile?

Si tomamos la Tierra como origen de nuestro sistema de referencia nos encontramos primero con el sistema de Aristóteles y después con el modelo del astrónomo griego Claudio Ptolomeo del siglo II d. C. que en su obra Almagesto aporta la hipótesis de los epiciclos consistentes en órbitas circulares de los demás planetas sobre puntos que a su vez girarían alrededor de la Tierra, es el llamado sistema tolemaico o teoría geocéntrica.

En el modelo heliocéntrico propuesto por Nicolás Copérnico (1473-1543) el centro es el Sol. Anteriormente ya había sido señalado por el filósofo griego Aristarco de Samos hacia el año 280 a. C. ¡Desde luego, los hay adelantados!

  • Modelo heliocéntrico versus tolemaico

    Ambos modelos son correctos filosóficamente hablando y equivalentes respecto a la eficacia en la determinación de la realidad física. La diferencia es que el movimiento de los planetas se describe con ecuaciones bastante más sencillas en el caso del modelo heliocéntrico que en el sistema tolemaico de la teoría geocéntrica y, en consecuencia, la ciencia elige de entre los dos el más simple.

    En este caso la elección era muy sencilla, puesto que no solo se trata de ecuaciones sino de representación intuitiva de la realidad, de sus conceptos y de las leyes subyacentes de la física; que dicho sea de paso, ¡parece que se pueden expresar de muchas formas!

    Seguramente las ecuaciones que describirían la realidad física del movimiento de los planetas en el sistema tolemaico o teoría geocéntrica demandarán una o dos variables adicionales respecto a las utilizadas en el modelo heliocéntrico. Estas variables, desde un punto de vista matemático, se podrían representar como nuevas dimensiones y podrían obtenerse o bien añadiendo variables o "flexibilizando" las constantes o variables existentes mediante funciones de las existentes y de referencias específicas.

    También es muy posible que la aplicación de estas ecuaciones más complejas fuese más general que las del sistema más simple o elemental. Incluso, este último sistema sería un caso particular del general.

    A pesar de lo que acabamos de decir, casi nadie pensaría que el modelo tolemaico es tan válido como el sistema heliocéntrico, bastante menos en las ecuaciones de transformación de un sistema a otro, y muchos menos que la Relatividad Especial de Einstein sigue una especie de sistema tolemaico, no ya al nivel de planetas sino de partículas elementales y con un par de axiomones añadidos, la velocidad constante de la luz, que es un máximo absoluto y su correspondiente transformación asintótica para que no se pueda escapar ni por accidente.

    Y no creo que nadie piense que una transformación del modelo heliocéntrico al sistema tolemaico o viceversa implique que el tiempo se dilate o que el espacio se contraiga; a pesar de que esta transformación sería algo más complicada que la de Lorentz, por implicar movimiento relativo circular en lugar de movimiento rectilíneo uniforme (MRU)

    La condición necesaria y suficiente para relativizar el tiempo o el espacio es alterar artificialmente el concepto de velocidad, puesto que ambos son los únicos componentes de dicho concepto.

  • El giro del bailarín

    Cambiando un poco de tema, pensemos ahora en el modelo de Ptolomeo puntual de la Relatividad General de Einstein en que el observador de turno se gira para un lado, entonces al mirar a las estrellas comprobará que han cambiado de posición a una velocidad vertiginosa, tan inverosímil que pensará que está un poco despistado.

    En otras palabras, al introducir el vector direccional o "flechita" en los movimientos relativos algunos objetos alcanzaran velocidades tan altas que hasta la dilatación del tiempo podría explotar.

    Seguramente necesitaremos un tercer postulado para este modelo de Ptolomeo puntual que diga algo así como: "Las ecuaciones formales del movimiento relativo no tendrán en cuenta el vector direccional en su expresión matemática por considerarse puntuales todos los objetos".

    Otra solución podría consistir en aplicar algún postulado o sub postulado de la Relatividad General ; aunque ahora mismo no se me ocurre cuál pudiera ser.

    Por otra parte, no se recomienda la utilización de un sistema tolemaico puntual ya que dicho sistema implica una desnaturalización del mecanismo de la abstracción normal de nuestro cerebro, puesto que está acostumbrado a situarse como un observador exterior al objeto estudiado.

    Asimismo, en dicho modelo de Ptolomeo punto céntrico se utiliza un aparato matemático complejo con variables sin significado real.

  • Los observadores extraterrestres 

    Una derivación de los postulados de la Teoría de la Relatividad Especial es que la velocidad de la luz es independiente del movimiento de su fuente y de cualquier observador, como parece desprenderse directamente de los resultados del experimento de Michelson-Morley.

    No sé muy bien si fue Protona o Neutrona la que me contó este pequeño cuento que muestra un resultado distinto al del experimento de Michelson-Morley (salvo que transformemos todos los valores matemáticamente) para iluminar mis neuronas sobre este temita:

    "Érase una vez, un enanito rojo con ojus purpus que vivía en Venus el muy golfo; la verdad, tal y como me lo describieron debía ser bastante inocente.

    Le gustaba mucho la Tierra porque era muy azul y de vez en cuando veía fuegos artificiales, eran como enormes setas o champiñones de colorines.

    Era un mirón empedernido pero, por más que miraba las setas, incluso de reojo, no llegaba a entender por qué siempre tenían forma asimétrica, como si se tratase de bolas que se iban desplazando según iban creciendo. No era lógico, los colores cambiaban de tono dentro de la misma, pero la forma no dependía de los colores, ni de si era invierno o verano en Venus, salvo que las proporciones asimétricas parecían pequeñas variaciones, como si se moviese un poco un piojus.

    Sistemas de referencia 
    Sistemas de referencia interno y externo a la Tierra

    Según fue creciendo el enanito, en tiempo no en estatura, se dio cuenta que la parte más rápida de esta curiosa forma apuntaba en el sentido de traslación de la Tierra respecto a la bola amarilla y caliente que para ella era el Sol.

    Tras eliminar otras posibles causas, llegó a la conclusión de que el clor (letrazas comunes entre color y calor) era la causa de la maravillosa forma de los fuegos artificiales terráqueos".

    El clor y todo el cuento no tenían ni pies ni cabeza; entonces una de las dos, la que no me contó el cuento, me contó que todo tenía que ver con el otro cuento del éter perdido y con mirar Venus desde la Tierra. Dicho de otra forma, la visión del fenómeno de las bolas terráqueas por un observador fuera del campo gravitatorio de la Tierra en comparación con un observador lunático, puesto que la Luna acompaña el citado campo.

    Así, pensando y pensando... tras varias proto-sesiones:

    Sean inerciales o no inerciales los sistemas, si en la Tierra la luz se mueve a la velocidad c y además la Tierra se mueve a la velocidad VT respecto al Sol, no parece muy complejo el calcular el espacio recorrido en un segundo y saber la velocidad total que será (c + VT) Otro tema es que no tuviésemos instrumentos para medir dicha velocidad, pero tampoco es el caso.

    Al mismo tiempo, se puede argumentar que su velocidad será (c - VT) cuando el movimiento de la luz es en sentido contrario; lo cual, complicaría un poco las cosas salvo que, en mi caso, explicaba el cuento de la enana, es decir, la forma de los fuegos artificiales de bolas concéntricas desde la Tierra o descentradas desde Venus.

    El fenómeno de la figura y la figura del fenómeno recuerdan el efecto Doppler iluminado. Conviene señalar que este efecto, en teoría ortodoxa, no se debería producir nunca, si se produce será por efectos energéticos pero no por cambios en la velocidad de la luz o cambios en la velocidad del tiempo.

    La única solución satisfactoria es que el éter o alfombra voladora sea la Tierra, pero suena un poco teológico y, a estas alturas, no tendría gracia; así que lo vamos a mejorar: el éter en la Tierra es la Tierra, en Marte es Marte y, ciertamente, en Plutón es Plutón...

    No era tan difícil, en última instancia si el éter no es fijo, ¿qué puede ser? Yo juraría que algo análogo al clásico concepto de éter es la globina – estructura reticular de la materia soporte de la gravedad e, indirectamente, de la energía electromagnética –. La luz actúa sobre el campo gravitatorio como una serpiente sobre la superficie terrestre. Encima, las dos se mueven de forma sinusoidal.

    Mira que si hacemos el experimento de Michelson-Morley con una tortuga y al resultar que no cambian las tortuosas barras de la interferencia la hacemos máxima...

    Esta visión de la naturaleza es una visión física y no matemática. Seguramente la velocidad del hombre caminando en Marte es diferente que en la Tierra o en Plutón.

En definitiva, no se trata si se aplica el modelo geocéntrico de Ptolomeo o el sistema heliocéntrico en los fenómenos físicos sino si existe un marco de referencia privilegiado o natural, pues todos los fenómenos físicos están asociados al movimiento.

En los libros de la Mecánica Global y de Física y Dinámica Global se profundiza en los nuevos principios físicos que implica la tensión de la estructura reticular de la materia como marco de referencia natural, los estados de agregación de la materia en general y la dinámica del movimiento, tanto de la masa como de la luz.

 

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