¿Cómo explicas la teoría de la relatividad a un estudiante de +2? ¿Por qué el tiempo es relativo?

Comenzamos declarando el postulado de la teoría de la relatividad, que ha sido probada por muchos experimentos y observaciones científicas, que la velocidad de la luz es constante en todos los marcos de referencia. Antes de continuar, debe tenerse en cuenta que los efectos de la relatividad se observan solo a velocidades muy altas y, por lo tanto, es más fácil entender la teoría cuando se consideran tales ejemplos. Además, el espacio y el tiempo no deben considerarse como dos cosas diferentes, sino que se combinan para formar el espacio-tiempo. En el sistema de coordenadas rectangulares, ahora hay cuatro ejes en lugar de tres, un eje de tiempo y tres ejes espaciales.

Teniendo esto en cuenta, tomemos un caso en el que un observador en un marco de referencia estacionario (por ejemplo, en la Tierra), mira a otro observador en un marco que se mueve muy rápido (por ejemplo, en una nave espacial). Ambos tienen relojes atómicos muy precisos con ellos. Cuando el observador en la Tierra mira el reloj de la nave espacial, descubre que el reloj se mueve más lento que el suyo. De manera similar, cuando el hombre en la nave espacial mira el reloj en la Tierra, encuentra que se mueve más rápido que el suyo. Esto se debe al efecto de dilatación del tiempo que surge debido a la velocidad relativa entre los dos observadores (curiosamente, este efecto es tenido en cuenta por los satélites que funcionan para el GPS, que si se ignora produce errores en la ubicación por unas pocas millas). Por lo tanto, el tiempo es relativo, es decir, cambia con respecto al marco de referencia en el que se mide.

Este es solo un caso especial de la teoría de la relatividad, donde se supone que los observadores están lejos de cualquier cuerpo gravitacional para que la gravedad pueda ser descuidada, por lo tanto, se llama The Special Theory of Relativity. Un caso más generalizado de estudio de los efectos de la relatividad, denominado The General Theory of Relativity, es un tema mucho más amplio con mucho más que discutir.

Este libro muy antiguo llamado Relativity for the Layman de James Coleman es una lectura interesante.

More Interesting

Dado que un agujero negro puede tirar más fuerte / más rápido que la velocidad de la luz, si voló un barco realmente rápido en el agujero negro a la velocidad máxima, ¿podría ir FTL?

En la convención de suma de Einstein, ¿por qué los índices superiores en denominador son covariantes (equivalentes a los índices inferiores en numerador)?

Cómo definir simplemente las teorías de la relatividad de Einstein para alguien que no lo entiende leyendo pero que le gustaría saber

¿Podría un agujero negro hecho originalmente de taquiones (o elementos relacionados), suponiendo que incluso existan, ser capaz de girar más rápido que la velocidad de la luz?

¿Cuál es la diferencia entre el radio de Schwarzschild y el horizonte de eventos?

¿Cuál es el mejor libro de relatividad general (nivel académico) que conoces y por qué es mejor que los demás?

¿La singularidad de un agujero negro viola el principio de incertidumbre de Heisenberg?

¿Qué sucede exactamente dentro de un agujero negro?

¿Cómo funciona un tensor métrico?

Si la tensión de la onda gravitacional que medimos en la Tierra fue 10 ^ -21, ¿cuál fue la tensión en la fuente?

¿Cuál es la prueba de la relatividad además del GPS?

La luz se ve afectada por la gravedad aunque la luz no tenga masa. ¿Cuál es la ecuación real utilizada para medir la fuerza de gravedad sobre algo?

¿Qué dice exactamente la teoría de la relatividad? ¿Cómo se puede detener el tiempo? ¿Qué le sucede a la masa que entra dentro de un agujero negro?

¿Qué es el espacio-tiempo? ¿Cómo es curvo?

Si la gravedad es causada por la curvatura del espacio-tiempo, ¿qué causa los campos eléctricos y magnéticos (en qué tipo de medio se propagarán)?