Covariancia de Lorentz
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En física relativista, la simetría de Lorentz o invariancia de Lorentz, caracteriza la equivalencia entre observadores o simetría observacional de acuerdo con la teoría de la relatividad especial, que implica que las leyes de la física permanecen iguales para todo observador que se esté moviendo según un sistema de referencia inercial cualquiera. También se ha descrito como "la característica de la naturaleza por la que los resultados experimentales son independientes de la orientación o de la velocidad con la que se desplaza a través del espacio el laboratorio en el que se realizan los ensayos".[1]
La covarianza de Lorentz, un concepto relacionado, es una propiedad de la variedad espacio-tiempo subyacente, que tiene dos significados distintos pero estrechamente relacionados entre sí:
- Se dice que un magnitud física es covariante de Lorentz si se transforma bajo una representación dada del grupo de Lorentz. Según la teoría de la representación del grupo de Lorentz, estas magnitudes se construyen a partir de escalares, cuadrivectores, cuadritensores y espinores. En particular, un escalar covariante de Lorentz (como por ejemplo, un intervalo de espacio-tiempo) sigue siendo el mismo bajo transformaciones de Lorentz y se dice que es un invariante de Lorentz (es decir, se transforman bajo una representación trivial).
- Se dice que una ecuación es covariante de Lorentz si se puede escribir en términos de cantidades covariantes de Lorentz (de manera confusa, algunos autores usan aquí el término invariante). La propiedad clave de tales ecuaciones es que si se cumplen en un sistema inercial, entonces se cumplen en cualquier sistema inercial. Esto se deduce del resultado de que si todos los componentes de un tensor desaparecen en un marco de referencia, también desaparecen en todos los marcos de referencia. Esta condición es un requisito según el principio de relatividad, es decir, todas las leyes que no sean gravitatorias deben hacer las mismas predicciones para experimentos idénticos que tienen lugar en el mismo evento espacio-temporal en dos sistemas de referencia inerciales diferentes.
En las variedades, las palabras covariante y contravariante se refieren a cómo los objetos se transforman bajo transformaciones de coordenadas generales. Tanto los cuadrivectores covariantes como los contravariantes pueden ser cantidades covariantes de Lorentz.
La covarianza local de Lorentz, que se deduce de la relatividad general, se refiere a que la covarianza de Lorentz se aplica solo localmente en una región infinitesimal del espacio-tiempo en cada punto. Existe una generalización de este concepto para cubrir la covarianza de Poincaré y la invariancia de Poincaré.