En física teórica , un marco preferido o marco privilegiado es normalmente un marco de referencia hipotético especial en el que las leyes de la física podrían parecer identificablemente diferentes (más simples) de aquellas de otros marcos.
En las teorías que aplican el principio de relatividad al movimiento inercial , la física es la misma en todos los marcos inerciales , e incluso es la misma en todos los marcos bajo el principio de relatividad general .
En las teorías que presuponen que la luz viaja a una velocidad fija en relación con un éter luminífero inmodificable y detectable , un marco preferido sería un marco en el que este éter estaría estacionario. En 1887, Michelson y Morley intentaron identificar el estado de movimiento del éter. Para ello, supusieron que la relatividad galileana se satisfacía con los relojes y las reglas; es decir, que la longitud de las reglas y los períodos de los relojes son invariantes ante cualquier cambio del marco galileano. Bajo tal hipótesis, el éter debería haber sido observado.
Al comparar mediciones realizadas en diferentes direcciones y buscar un efecto debido a la velocidad orbital de la Tierra, su experimento produjo un famoso resultado nulo . Como consecuencia, dentro de la teoría del éter de Lorentz, la transformación de Galileo fue reemplazada por la transformación de Lorentz . Sin embargo, en la teoría del éter de Lorentz se supone la existencia de un éter indetectable y se cumple el principio de relatividad. La teoría fue rápidamente reemplazada por la relatividad especial , que proporcionó fórmulas similares sin la existencia de un éter inobservable. Todos los sistemas inerciales son físicamente equivalentes, en ambas teorías. Más precisamente, siempre que ningún fenómeno viole el principio de relatividad del movimiento, no hay medios para medir la velocidad de un observador inercial con respecto a un posible medio de propagación de ondas cuánticas.
Aunque todos los marcos inerciales son equivalentes bajo la mecánica clásica y la relatividad especial , el conjunto de todos los marcos inerciales es privilegiado sobre los marcos no inerciales en estas teorías. [1] : 10 Los marcos inerciales son privilegiados porque no tienen física cuyas causas estén fuera del sistema, mientras que los marcos no inerciales sí. Einstein da el siguiente ejemplo: supongamos que dos cuerpos elásticos igualmente compuestos están en el espacio y distantes uno del otro de modo que la interacción entre ellos puede ignorarse, y cuyo único movimiento relativo es una rotación rígida uniforme alrededor de la línea que une los centros de ambos cuerpos (como ruedas giratorias alrededor de un eje ). Uno de los cuerpos es una esfera y el otro es un esferoide , una esfera aplastada. La forma física propia observable de los cuerpos permanece igual en todos los marcos. El marco esferoide no giratorio tiene física cuya causa se encuentra fuera del sistema, responsable del achatamiento del esferoide. El marco de la esfera no giratoria no lo hace, lo que lo hace privilegiado en el sentido de que no requiere causas externas. Esto se aplica a todos los marcos inerciales, que son privilegiados en el mismo sentido. [1] : 209 Einstein continuó desarrollando la relatividad general y el principio de equivalencia , en el que los marcos inerciales-gravitacionales ya no son privilegiados, [1] : 215–223 porque las geodésicas del espacio-tiempo explican estos efectos inerciales-gravitacionales sin una causa externa. [2]