Sistemas de Referencia Inerciales

Una semana ya por tierras inglesas. El tiempo pasa rápido, y los humanos somos bichos adaptables. Ando por estas tierras intentando encontrar un futuro más prometedor que el que vislumbraba en casa, aunque eso signifique trabajar cargando camiones durante más tiempo del que sería deseable. Lo malo de andar fuera es que pierdes los puntos de referencia, puntos que conforman un Sistema de Referencia Inercial, objeto de devoción y adoración en el mundo físico, en torno al cuál uno puede medir los sucesos de su vida.

¿Qué es un sistema de referencia inercial, o SRI para los amigos? Pues un sitio desde el que podamos medir cualquier suceso físico, y podamos estar seguros que esas medidas son buenas. Un sitio que no está sometido a ninguna aceleración (idea clave) de ningún tipo: no aceleración lineal y sin aceleración circular.

Por poner un ejemplo de lo que no es, si estamos en un coche que está tomando una curva a toda velocidad, no estamos en un SRI. Porque si queremos medir la aceleración de la gravedad dejando caer una pelota al suelo del coche, veremos que la pelota no sólo cae en vertical, sino que se desplaza hacia el lado contrario al que está girando el coche. ¿Significa eso que la gravedad actúa también lateralmente? No. Significa que la bola, siguiendo la primera ley de Newton, tiende a mantener su estado de movimiento mientras no actúen fuerzas sobre ella. Es decir, mientras la sujetamos con la mano, como nosotros nos movemos con el coche, efectuamos una fuerza que hace que la bola siga también esa trayectoria curva. En el momento de soltarla, dejamos de efectuar esa fuerza, y ya sólo actúa la fuerza de gravedad. Ésta última será la que haga que la bola comience a caer. Pero como la pelota llevaba la velocidad instantánea del coche en el momento de soltarla, y ahora no hay nada que la obligue a mantener una trayectoria curva, sigue en línea recta a esa velocidad . Ahora bien, como nosotros estamos girando junto con el coche, observamos el efecto aparente de que la pelota se desvía lateralmente. Vemos una fuerza que no existe en realidad. Conclusión: NO es un SRI y no nos vale para medir bien las cosas.

Ahora un ejemplo de lo que sí es: si ese coche fuese una nave que viajase en línea recta sin acelerar, en el espacio. Eso sería un SRI perfecto. 

¿Y si nos quedamos parados en la Tierra, sin movernos en ningún transporte? Ya lo habéis adivinado. Tampoco es un SRI, ya que la Tierra se está moviendo de varias formas que implican aceleración. La primera de ellas es la rotación terrestre sobre su eje. Es la que provoca, entre otros efectos, la fuerza de Coriolis. Esta fuerza aparente provoca que la rotación de las masas de nubes que vemos en los partes meteorológicos tengan la forma que tienen, de remolino; también provocan que los raíles de las vías de los trenes que tengan dirección N-S se desgasten de forma desigual. ¿Y por qué remarco lo de aparente? Porque es el mismo efecto, en esencia, que el del coche que toma la curva. No hay una fuerza que los haga girar así, sino que su tendencia a seguir el movimiento rectilíneo unido a que la gravedad los mantiene en la trayectoría curva, hace que observemos ese movimiento.

¿Y qué otra ventaja tienen los SRI? Que podemos pasar de uno a otro sin problemas. Si medimos un suceso en un SRI, con cálculos sencillos, algo más complejos si estamos en el caso relativista, podemos saber qué mediría o vería otra persona situada en cualquier SRI distinto. En definitiva, en un SRI estamos seguros de que lo que estamos midiendo es lo que está ocurriendo (metafísica aparte). Retomando el hilo del principio de esta entrada, ahora mismo estoy calculando eso, estoy cambiando de un SRI a otro a ver qué pasa. Eso sí, es bastante más difícil que las transformaciones de Galileo, porque me faltan muchos puntos de referencia. Pero intentaré hallar la solución pronto.