teoría de la Relatividad Especial - Curso de Relatividad Especial al ...

A.4.4. ¿Qué verá el observador del tren (S’)?
Un experimento casi idéntico a este fue realizado por Michelson y Morley en 1887 con
instrumentos muy precisos y observaron exactamente los mismos tiempos en ambos tubos, a pesar
de que esperaban que el movimiento de la Tierra hiciera retrasarse al reloj horizontal.
Para él observador de S’ el reloj está quieto, por tanto verá dos pulsos idénticos, uno recorriendo
el tubo vertical y otro perfectamente sincronizado recorriendo el tubo horizontal.
Estar sincronizados significa que cuando el pulso vertical llega al final del tubo ocurre lo mismo
con el pulso horizontal. Ambos se reflejan a la vez y ambos vuelven hacia atrás a la misma
velocidad, llegando simultáneamente al punto de partida (el espejo semitransparente que habíamos
colocado junto a la entrada). La Fig. 4.3 representa lo que ve el observador (S’) del tren.
El observador del tren (S’) ve dos relojes idénticos y perfectamente sincronizados.
Ambos pulsos llegan a la vez al final de ambos tubos (y rebotan en sus espejos)
Ambos pulsos regresan simultáneamente al punto de partida (junto a la entrada A).
Estudiemos como se ve el interferómetro desde tierra firme y entenderemos la sorpresa de
Michelson y Morley en 1887.
A.4.5. ¿Qué verá el observador de tierra firme (S)?
Vistos desde tierra los recorridos por ambos tubos resultan ser muy distintos debido
precisamente a que están en movimiento.
El recorrido en el tubo vertical es el mismo que en el problema del reloj estudiado en el apartado
anterior (Fig. 4.1 para el observador del tren y Fig. 4.2 para el de tierra firme), y por tanto el
resultado también será el mismo.
Sin embargo en el trayecto por el tubo horizontal observamos una importante asimetría. Durante
el viaje de ida la luz recorre un trayecto mucho más largo, pues el espejo de la derecha se va
alejando del pulso de luz.
En la figura 4.4 vemos el tubo horizontal en dos posiciones. Arriba vemos el instante inicial,
cuando el pulso de luz sale del espejo semitransparente (no dibujado aquí) hacia la derecha. Abajo
el final del primer recorrido, cuando llega al espejo de la derecha. Observamos que el tubo se habrá
desplazado un cierto espacio (indicado por la figura punteada de la izquierda) y por tanto el pulso
de luz habrá recorrido un espacio más largo que la longitud del tubo. Habrá recorrido la longitud del
tubo (representado por l1) más el espacio que se haya desplazado el tubo (representado por vti).
Fig. 4.4 - Brazo horizontal del interferómetro en movimiento.
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