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experimento ascensores y principio de equivalencia

El experimento ascensores y principio de equivalencia

Antecedentes y explicación real

El principio de equivalencia fue ejemplificado por Einstein con un experimento mental . Imagínese dos ascensores , uno en reposo de la superficie de la Tierra , una aceleración en el espacio . Para un observador en el interior del ascensor , sin posibilidad de observar el mundo exterior , no hay ningún experimento físico que podría llevarse a cabo para establecer que ascensor se está moviendo realtiv a otro .
Considere la posibilidad de un ascensor que se mueve con aceleración constante , como en la figura 1 . Supongamos que una fuente de luz que emite un fascículo perpendicular a la dirección del ascensor de movimiento entra en el ascensor a través de un agujero en la pared izquierda y golpea la pared de la derecha . Vamos a comparar lo que ha pasado para un observador interno del ascensor , en comparación con un observador externo .
Supongamos ahora que en un momento t1 un haz de luz chocó contra la pared en un punto A1 . Sale del ascensor en t2 desde el punto A2. En entre t1 y t2 , el ascensor se ha movido , por lo que A2 es inferior a A1 (ascensor está subiendo ) . Para un observador ascensor la luz pasa a través de la pared izquierda , seguirá una trayectoria curva y se golpeó la pared derecha del ascensor en un punto más bajo .
Ahora, en un ascensor descansado, la trayectoria de la luz observada por el observador en el ascensor es una línea recta , por supuesto (línea punteada) .
El principio de equivalencia nos dice que no podemos distinguir entre un ascensor acelerado y un ascensor que experimenta una fuerza constante gravitacional . Un sorprendente corolario de equivalencia principia considera comportamiento luz en un campo gravitatorio. De ello se desprende que el mismo efecto se debe observar si colocamos el ascensor en la presencia de una fuerza gravitatoria : trayectorias de luz se curvan por gravedad .

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Figura 1

explicación propuesta
Este es un buen ejercicio mental , pero incompleta y también con una explicación errónea en el marco de la teoría general de la relatividad.
Vamos a reconsiderar el movimiento de elevación en un poco más posibles movimientos.
Para obtener una interpretación más simple , el observador S externa se considera inmóvil en relación con la fuente de luz S , y se considera el caso de tres ascensores como en la figura 2 .

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la figura 2

Un ascensor es estacionaria con respecto a S observador y implícita a la fuente S , el segundo ascensor se acelera hacia arriba con una aceleración , y la tercera ascensor se está moviendo con velocidad constante v en la misma dirección como el anterior ascensor acelerado. Además observador S externa en cada ascensor todavía hay un observador capaz de ver sólo la trayectoria de la luz en el interior fascículo ascensor.


Para el observador S luz fascículo seguir una trayectoria de línea como en la fig .
En un caso ) , el observador dentro del ascensor se observa una trayectoria rectilínea del fascículo luz similar a la externa S observador.
En b ) caso de que el observador ascensor verá una trayectoria curva para el fascículo luz , caso ya presentado por Einstein así que no es el momento de insistir .

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Figura 3

La novedad está representada por el caso c , lo que va a ver un observador inercial , que no se acelera , pero se mueve con velocidad constante , en este caso .
Desde este punto de vista , si la luz pase a la pared izquierda en el instante t1 y llegar a la pared a la derecha en el tiempo t2 , en este intervalo de tiempo, el ascensor se mueve hacia arriba con una cierta cantidad para que el observador observar que fascículo de la luz se curvado . Experimentalmente la velocidad v puede ser dispuesto de tal manera , tener la misma desviación en el caso c , como en el caso b .
Pero si por observador acelerado la trayectoria del haz de luz es un arco de parábola , para un observador inercial de la trayectoria de haz fascículo es una línea inclinada con un cierto ángulo respecto a la dirección inicial de movimiento . En tanto todos los casos, la forma de la trayectoria visto por el observador ascensor es debido a la composición de la velocidad de la luz con la velocidad de elevación .
Siguiendo la lógica de dos centavos, ya formuladas por el principio de equivalencia , hay que inventar una propiedad especial de sistema inercial y debido a esta propiedad la luz se curva ( desviado) para este observador. Si continuamos con esta simple lógica, es posible demostrar el movimiento absoluto de un referencial .
La conclusión de la relatividad general , en cuanto a la imposibilidad de un observador cerrado para determinar su estado de movimiento (con respecto a una referencia externa ) , o su aceleración relativa es una estupidez. Y esta estupidez constituye la base en la teoría de la física más alta , que puede ser entendido sólo por una élite de , , ciertos físicos " .
En teoría propuesta hay una clara diferencia entre un efecto cinematográfico y un efecto real.
Por supuesto fotón como una partícula de masa se ​​hace actuar por la fuerza de gravedad y su trayectoria se ha modificado como consecuencia de esta acción . Pero en el caso de un ascensor que se mueve con velocidad constante o acelerada , efectos cinemáticos simples aparecen y la forma de la trayectoria dependerán también de la posición y estado de movimiento del observador . En caso de un campo gravitacional de la trayectoria del fotón es modificado , y después de escapar de este campo gravitatorio , de fotones se moverá con energía modificado y trayectoria modificada . En caso de observador en movimiento , la modificación de la trayectoria es evidente para el observador , y se debe al movimiento propio del observador . Para cualquier otro observador o para cualquier otra dirección de movimiento de la trayectoria , tendrá otro tipo .
Es imposible hacer equivalencia entre un campo acelerado y un campo gravitatorio , aunque ambos son consecuencias de las fuerzas reales e incluso para algunos observadores especiales el efecto final sobre el fotón es la misma . Incluso en un caso en el que para todos los observadores , independiente en su estado de movimiento o dirección de movimiento hay un totalmente equivalencia entre la acción de un campo acelerado y un campo gravitatorio será difícil de hacer tal suposición.
El experimento presentado arriba se puede utilizar con el fin de establecer un movimiento de un cuerpo ( relativa o acelerar ) a otro cuerpo ( fuente de luz ) , aunque la teoría actual de la relatividad no permite esto . En principio, la diferencia de altura , debido a la trayectoria de los fotones puede ser medido por el observador interna y la dirección del movimiento se puede obtener fácilmente . Admitiendo el hecho de que ascensor observador , puede, en principio , observar la forma de la trayectoria de los fotones dentro del ascensor ( véase el principio cámara de niebla ) , el observador cerrado puede determinar también si el ascensor tiene un movimiento acelerado o un movimiento inercial .

Más sobre tema en el libro ....

The lifts experiment and equivalence principle

Background and actual explanation

The equivalence principle was exemplified by Einstein with a thought experiment. Imagine two elevators, one at rest of the Earth's surface, one accelerating in space. To an observer inside the elevator, without possibility to observe the external world, there is no physical experiment that it could be performed to establish which elevator is moving realtiv to another. 
Consider an elevator moving with constant acceleration like in fig 1. Suppose that a source of light emitting a fascicle perpendicular to the elevator's direction of motion enters the elevator through a hole on the left wall and strikes the right wall. Let’s compare what’s happened for an internal observer from elevator in comparison with an external observer.
Suppose now that at a moment t1 a light beam hit the wall in a point A1. It leaves the lift at t2 from a point A2. In between t1 and t2, the elevator has moved, so that A2 is lower than A1 (elevator is going up). For an elevator observer the light passed through left wall, will follow a curved path and will hit the right wall of elevator in a lower point. 
Now, in a rested elevator, the trajectory of light observed by the observer in the lift is a straight line, off course (dotted line). 
The equivalence principle tells us that we cannot distinguish between an elevator accelerated and an elevator experiencing a constant gravitational force. A very surprising corollary of equivalence principia regards light comportment in a gravitational field. It follows that the same effect should be observed if we place the elevator in the presence of a gravitational force: light paths are curved by gravity.

Lifts001
Figure 1

Proposed explanation 
This is a nice thought experiment, but incomplete and also with a faulty explanation in frame of general theory of relativity.
Let’s reconsider the lift movement in a little bit more possible movements.
For a simpler interpretation, the external observer S is considered stationary relative to the light source O, and case of three lifts like in fig 2 is considered.

Lifts002
Figure 2

One lift is stationary relative to S observer and implicit to source O, the second lift is accelerated upward with acceleration a, and the third lift is moving with constant speed v in the same direction like previous accelerated lift. Besides external observer S in every lift there is still one observer able to see only the trajectory of light fascicle inside lift.

For the S observer light fascicle follow a line trajectory like in fig . 
In a) case, the observer inside lift will observe a straight line trajectory of light fascicle similar to external S observer. 
In b) case the lift observer will see a curved trajectory for the light fascicle, case already presented by Einstein so it’s not the moment to insist.

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Figure 3

Novelty is represented by c case; what will see an inertial observer, which is not accelerated, but it moves with constant speed, in this case.
From this point of view, if the light pass the left wall at time t1 and arrive at right wall at time t2, in this interval of time, the lift is moving upward with a certain amount so the observer will observe that fascicle of light is curved. Experimentally the speed v can be arranged in such manner, to have the same deviation in case c like in case b. 
But if for accelerated observer the trajectory of light beam is an arc of parabola, for an inertial observer the trajectory of fascicle beam is a line tilted with a certain angle relative to initial direction of motion. In both all cases the form of trajectory seen by lift observer is due to the composition of light speed with lift speed. 
Following the logic of two cents, already formulated by equivalence principle, we must invent a special property of inertial frame and due to this property the light is curved (deviated) for this observer. If we continue with this simple logic, it is possible to demonstrate the absolute motion of a referential. 
The conclusion of general relativity, regarding the impossibility of a closed observer to determine his state of motion (relative to an external reference) or his relative acceleration is a stupidity. And this stupidity forms the basis on the highest theory of physics, which can be understood only by a elite of ,,certain physicists”. 
In proposed theory there is a clear difference between a cinematic effect and a real effect. 
Of course photon like a mass particle is acted by force of gravity and its trajectory is modified as consequence of this action. But in case of a lift moving with constant speed or accelerated, simple cinematic effects appear and the form of trajectory will depend also on the position and motion state of observer. In case of a gravitational field the trajectory of the photon is modified, and after escaping from this gravitational field, photon will move with modified energy and modified trajectory. In case of moving observer, the modification of trajectory is apparent to the observer, and is due to the proper motion of the observer. For any other observer or for any other direction of motion the trajectory will have another form. 
It is impossible to make equivalence between an accelerated field and a gravitational field, even both are consequences of real forces and even for some special observers the final effect over the photon is the same. Even in a case when for all observers, independent on their state of motion or direction of motion there is a fully equivalence between action of an accelerated field and a gravitational field it will be difficult to make such assumption. 
The experiment up presented can be used in order to establish a movement of a body (relative or accelerate) to another body (source of light), even the actual theory of relativity does not permit this. In principle the difference of height due to the trajectory of photons can be measured by internal observer and the direction of motion can be easily obtained. Admitting the fact that lift observer, can in principle, observe the form of the trajectory of photons inside lift (see cloud chamber principle), the closed observer can determine also if the lift has an accelerated motion or an inertial motion.

More about subject in the book ….

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