DIFICULTADES DEL CONCEPTO NEWTONIANO DE FUERZA

 
     
 

Aceptar el tercer principio de la dinámica newtoniana equivale a admitir que entre dos objetos colocados a una cierta distancia, entre los que puede no haber nada, se ejerce una interacción. Esto plantea un problema, que el propio Newton reconoció: ¿Cómo es posible que se ejerzan fuerzas dos objetos, no habiendo nada entre ellos? Es decir, ¿cuál puede ser el mecanismo de la interacción?

En relación con este problema Descartes (1596-1650) había elaborado una hipótesis, llamada de los vórtices o torbellinos de materia, según la cual la materia llenaría todo el espacio y, mediante torbellinos, transmitiría la interacción entre los cuerpos. En la formulación de esta hipótesis para explicar las interacciones tuvo mucho que ver el “horror al vacío”, una tendencia espontánea a no admitir que entre los objetos no exista nada material. Pero había otra razón que apoyaba esta hipótesis: una lógica reticencia a aceptar que puedan existir fuerzas que actúen a distancia e instantáneamente. Esta reticencia ha sido casi siempre compartida por la mayoría de los físicos y, también, en la época de asentamiento de la mecánica de Newton. Sin embargo, no fue motivo suficiente para afectar a la esencia de dicha mecánica en su época de esplendor. Fue bastante después, concretamente durante el siglo XIX, cuando se elaboró el concepto de campo, que rivalizó con la noción tradicional de fuerza y empezó a desplazarla.

 
     
 

Con el establecimiento de la Relatividad, el concepto newtoniano de fuerza tropezó con nuevas dificultades, que se derivan del hecho de que existe un límite superior de velocidades, inalcanzable para cualquier objeto material.

Tal como muestra la animación adjunta, al aplicar los principios de la dinámica, se deduce que un objeto, inicialmente en reposo, sobre el cual actúe solamente una fuerza constante, debería tener un movimiento de aceleración constante, es decir, rectilíneo y uniformemente acelerado. Por lo tanto,  su velocidad, v, debería aumentar de una forma lineal y progresiva con el tiempo (un tiempo absoluto) La relatividad especial, en cambio, tiene en cuenta que existe un límite superior de velocidades, c. De tal forma que, al representar la gráfica de la relación de la velocidad con el tiempo en el marco relativista, se obtiene una curva.

En 1964 William Bertozzi realizó un experimento histórico, cuyos resultados concuerdan plenamente la predicción relativista de que existe un límite superior de velocidades. Ello imposibilita de un modo rotundo la hipótesis de Newton de considerar a las fuerzas como "acciones a distancia e instantáneas", no sólo por la dificultad para explicar el mecanismo de la interacción entre los objetos, sino además, porque mantener dicha hipótesis exige atribuir una velocidad infinita a la propagación de la información: ¿cómo si no podrá una partícula responder de manera inmediata a la acción atractiva o repulsiva de otra?

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