En física teórica , un marco preferido o marco privilegiado suele ser un marco de referencia hipotético especial en el que las leyes de la física pueden parecer identificablemente diferentes (más simples) de las de otros marcos.
En las teorías que aplican el principio de la relatividad al movimiento inercial , la física es la misma en todos los sistemas inerciales , e incluso es la misma en todos los sistemas bajo el principio de la relatividad general .
En las teorías que suponen que la luz viaja a una velocidad fija en relación con un éter luminífero detectable y no modificable , un marco preferido sería un marco en el que este éter sería estacionario. En 1887, Michelson y Morley intentaron identificar el estado de movimiento del éter. Para hacerlo, supusieron que la relatividad galileana se satisfacía mediante relojes y reglas; es decir, que la longitud de las reglas y los períodos de los relojes son invariantes ante cualquier cambio del sistema galileano. Según tal hipótesis, se debería haber observado el éter.
Al comparar mediciones realizadas en diferentes direcciones y buscar un efecto debido a la velocidad orbital de la Tierra, su experimento produjo un resultado nulo . Como consecuencia, dentro de la teoría del éter de Lorentz la transformación galileana fue sustituida por la transformación de Lorentz . Sin embargo, en la teoría del éter de Lorentz se supone la existencia de un éter indetectable y se mantiene el principio de relatividad. La teoría fue rápidamente reemplazada por la relatividad especial , que daba fórmulas similares sin la existencia de un éter inobservable. Todos los marcos inerciales son físicamente equivalentes, en ambas teorías. Más precisamente, siempre que ningún fenómeno viole el principio de relatividad del movimiento, no hay forma de 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 según la mecánica clásica y la relatividad especial , en estas teorías se privilegia el conjunto de todos los marcos inerciales sobre los marcos no inerciales. [1] : 10 Los marcos inerciales son privilegiados porque no tienen física cuyas causas estén fuera del sistema, mientras que los marcos no inerciales sí la tienen. Einstein da el siguiente ejemplo: supongamos que dos cuerpos elásticos igualmente compuestos están en el espacio y distantes entre sí de manera que se puede ignorar la interacción entre ellos, y cuyo único movimiento relativo es una rotación rígida uniforme alrededor de la línea que une los centros de ambos cuerpos. (como ruedas que giran alrededor de un eje ). Uno de los cuerpos es una esfera , y el otro es un esferoide , una esfera aplastada. La forma física adecuada observable de los cuerpos sigue siendo la misma en todos los fotogramas. El marco del esferoide no giratorio tiene una física cuya causa se encuentra fuera del sistema, responsable del achatamiento del esferoide. El marco de esfera no giratoria no lo hace, lo que lo hace privilegiado porque no requiere causas externas. Esto se aplica a todos los sistemas inerciales, que tienen el mismo privilegio. [1] : 209 Einstein pasó a desarrollar la relatividad general y el principio de equivalencia , en el que los marcos inercial-gravitacionales ya no son privilegiados, [1] : 215–223 porque las geodésicas del espacio-tiempo explican estos efectos inercial-gravitacionales sin una causa externa . [2]