Sobre Sistemas De Referencia Localmente Inerciales

 De acuerdo al Principio de Equivalencia Fuerte (PEF), un SR en caída libre (de extensión espacial y temporal suficientemente pequeña) define un Sistema de Referencia Localmente Inercial (SRLI). Es en estos sistemas de referencia donde cuerpos libres de fuerzas no-gravitacionales se mueven en línea recta con velocidad constante (tal como lo hacen en ausencia de gravedad, por ejemplo, lejos de todo otro cuerpo masivo) (PED), y además toda la física “no-gravitacional” conocida es válida (PEF).

 La primera referencia conocida al PEF es en el artículo:

• A. Einstein, Über das Relativitätsprinzip und die aus demselben gezogene Folgerungen, Jahrbuch der Radioaktivitaet und Elektronik 4 (1907) 411-492. El título traducido sería algo así como “Sobre el Principio de Relatividad y las consecuencias que de él se desprenden”.

 Casi al final de este trabajo (página 454) Einstein escribe “Wir… wollen … in folgenden die völlige physikalische Gleichwertigkeit von Gravitationsfeld und entsprechender Beschleunigung des Bezugssystems annehmen”, que se traduciría como “queremos asumir la completa equivalencia física de un campo gravitacional y la correspondiente aceleración del sistema de referencia”. Acto seguido (en el resto del paper) Einstein estudia las primeras consecuencias de este supuesto.

Aquí algunos videos y animaciones que ilustran los SRLI’s:

• Primero un avión cayendo en el campo gravitacional de la Tierra:

• Una versión del video del  Astronauta (Satoshi Furukawa) en la Estación Espacial, jugando baseball:

• Propagación de un rayo de luz en un SRI lejos de todo cuerpo masivo 

• Segunda animación, que muestra un SR en caida libre (el “ascensor”), y cómo la luz se mueve en línea recta con respecto a él (es decir, la situación es equivalente al caso sin gravedad en este SR). Además, se muestra cómo se mueve el rayo de luz c/r al SR “a una distancia fija de la Tierra”:

• El video de Veritasium:

• Desde la estación espacial Jeff Williams demuestra cómo se experimenta la aceleración debido a los propulsores de la estación (encendidos para corregir la órbita, produciendo un “reboost”). Salvo por el efecto de las muy pequeñas fuerzas debido a las ínfimas cantidades de oxígeno fuera de la nave (según relata Willimans), la estación está en caída libre (la estación define un SRLI, y los cuerpos libres de fuerzas no-gravitacionales se mueven con velocidad constante respecto a la nave). Por otro lado, durante el “reboost” (ignición y funcionamiento de los propulsores), la nave acelera respecto al SRLI original (ya no está en caída libre), y los cuerpos libres de fuerzas no-gravitacionales ahora aceleran respecto a la nave.