La ingenua relatividad de Galileo Galilei y las leyes de Newton

Desde hace mucho tiempo, concretamente desde la antigua Grecia, es sabido que todo está en movimiento en universo (al menos a excepción de la Tierra), y que por ese motivo el concepto de que algo esté quieto carece de sentido a nivel macroscópico.

Es por eso que se estableció el llamado modelo de los sistemas de referencia, dentro del cual en principio la inmovilidad es coherente, desapareciendo el movimiento del universo. Estos sistemas de referencia, como su propio nombre indica, se basan en observar los movimientos desde un lugar concreto, es decir, un punto de referencia, y estudiarlos tal y como se ven desde ese punto, aunque puedan contradecir a otros sistemas.

El ejemplo más típico para entender esto es el de el avión que sobrevuela una ciudad y la persona que lo observa paseando por la calle. En este caso es evidente que el viandante juzgará que el avión está en movimiento, porque desde su sistema de referencia está desplazándose sin ninguna duda. Pero, ¿y qué pasa con los pasajeros que van dentro del avión? ¿Podrían ellos deducir que este está moviéndose si sus ventanas estuviesen cerradas y una fuerte insonorización les impidiese escuchar el rozamiento con el aire? No. Sin duda para ellos el avión estaría quieto, porque en su sistema de referencia el avión no se estaría alejando de ellos, ni tampoco acercándose o dando vueltas a su alrededor. E incluso es probable que aunque escuchasen el choque con el viento más bien pensasen que hace un día de fuertes vendavales (todo esto imaginando que no saben que se están desplazando en avión antes de entrar, claro).

Y este es el mejor resumen de la estructura de los sistemas de referencia inaugurados por Galileo, los cuales, al ser relativos a la posición de su punto de referencia, dan lugar a la relatividad. “Todo es relativo en función de cómo se mire”. No obstante, no hay que malinterpretar esta frase. Aquí no se está diciendo que el universo tenga una realidad relativa para cada “ser”, sino que cada “ser” tiene un relativo y limitado punto de vista del universo absoluto. Por eso anteriormente expliqué que a nivel individual lo importante siempre es satisfacer nuestro punto de vista, pues es imposible que concuerde con todos los demás simultáneamente.

Y a partir de esta teoría surgen unas interesantes conclusiones que todo el mundo sabe pero que nunca se ha parado a reflexionar sobre las mismas, dada su propia evidencia. No obstante, el tiempo ha demostrado que no todo es tan simple como lo dejó explicado Galileo, y es por eso que califico a su relatividad de ingenua.

Algunas de las conclusiones son las siguientes: un cuerpo que se mueve a una velocidad constante siguiendo una trayectoria recta se acerca o se aleja a una velocidad igualmente constante a un punto de referencia fijo (nunca podría conservar la distancia ya que para ello tendría que describir órbitas circulares alrededor del mismo); un punto de referencia en movimiento rectilíneo uniforme se aleja a velocidad constante de otro punto fijo externo a él; un sistema de referencia en movimiento rectilíneo, a su vez, también se aleja o se acerca a velocidad constante de otro sistema con su mismo tipo de movimiento. Y a través de esta última deducción, tan evidente, será como se descubra que todos estos sistemas están mal definidos y que siglos después sería necesario aplicar las llamadas correcciones relativistas.

Para ser más exactos e ir introduciéndonos un poco en el tema, diré que el error se encontró en cierto experimento en el que se dio por hecho que dos cuerpos que se aproximan en la misma dirección lo hacen a una velocidad resultante de sumar la de ambos. Asimismo, también se falseó que dos cuerpos que se alejan en la misma dirección no lo hacen a una velocidad derivada de la suma de la de ambos, y que cuando uno persigue al otro en las mismas condiciones la velocidad a la que se aproxima no es igual a la suya menos la del que escapa. A partir de esto, todas las otras hipótesis resultaron automáticamente erróneas.

Pero pese a todo ello, la relatividad de Galileo se aproximaba asombrosamente a la realidad, y no merece ser despreciada para nada. Como ya dije, lo importante es que en la práctica fuera efectiva, o, mejor dicho, en “su” práctica.

Y después de esto, junto con lo ya explicado en la anterior parte, ya solo faltarían unos pequeños matices para completar lo que se podría considerar la mecánica clásica, tanto celeste como “normal”. Estos matices fueron las leyes fundamentales del movimiento de Newton:

Primera: Todo cuerpo que se mueve en un sistema al margen de la interacción de fuerzas continúa su movimiento de un modo rectilíneo y sin alterar su velocidad. Esto es completamente cierto incluso con las correcciones relativistas, ya que este caso es inexistente en nuestra realidad.

Segunda: El módulo, la dirección y el sentido del movimiento de un cuerpo viene dado como el resultado de la composición de todas las fuerzas que actúan sobre él.

Tercera: Toda acción produce una reacción, o dicho de otro modo, toda fuerza genera otra en la misma dirección y sentido contrario que igualaría, superaría o sería inferior a la misma, según el caso. Aparece así el denominado efecto del rozamiento entre cuerpos, que frena todos los movimientos que no estén impulsados por fuerzas continuas. Esta ley es la razón de que la primera carezca de sentido.

Y descubierto todo esto, durante mucho tiempo se consideró que la mecánica ya no guardaba ningún secreto para el hombre.

Preguntas, correcciones y debate son bien recibidos.

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