Un observador estacionario observará que el tiempo en un sistema en movimiento es más lento. En la Teoría especial de la relatividad, el espacio tridimensional y el tiempo, otra dimensión, se fusionan en un ‘espacio-tiempo’ tetradimensional, en lugar de las tres dimensiones del espacio y una dimensión temporal separada propuesta por los primeros científicos. Como resultado, el tiempo es solo parte de una ‘coordenada’ que especifica la posición de un objeto en el espacio-tiempo.
Verá, todos los eventos ocurren simultáneamente tanto en ‘espacio’ como en ‘tiempo’, y pueden representarse por un punto particular en el espacio-tiempo, es decir, un punto en el espacio en un momento dado en el tiempo. Aunque el tiempo es otra dimensión, no parece ser el mismo tipo de dimensión que las otras tres dimensiones del espacio; en el sentido, podemos elegir movernos a través del espacio o no, pero nuestro movimiento a través del tiempo es inevitable, y sucede nos guste o no. Sin embargo, no nos “movemos” físicamente a través del tiempo de la misma manera que nos movemos por el espacio. Ya sea que me mueva físicamente o no, al final del día, soy un día mayor.
Todo en el universo, incluidos nosotros, está en constante movimiento uno con respecto al otro. Las tasas de tiempo funcionan de manera diferente dependiendo del movimiento relativo, de modo que el tiempo pasa efectivamente a diferentes velocidades para diferentes observadores que viajan a diferentes velocidades, un efecto conocido como dilatación del tiempo. Dos relojes sincronizados no permanecerán sincronizados si se mueven uno con respecto al otro. En otras palabras, los relojes en movimiento funcionan lentamente.
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Si se mide la distancia que viaja la luz en el espacio en un tiempo dado, la respuesta es siempre 299,792,458 metros por segundo (generalmente redondeado a 300,000,000). Esta es la velocidad de la luz, y esto no puede ser alterado, es decir, acelerado o desacelerado. Como se señaló anteriormente, todo en el universo está en constante movimiento tanto en el espacio como en el tiempo uno con respecto al otro. El movimiento de todo “a través del espacio” + “a través del tiempo” siempre se suma a la velocidad de la luz. Por lo tanto, si un objeto se mueve ‘en el espacio’ cerca de la velocidad de la luz, hacia un observador externo, su movimiento ‘en el tiempo’ se ralentiza proporcionalmente para mantener la velocidad de la luz. Y si ese objeto alcanza la velocidad de la luz (que no es posible), entonces el tiempo se congelará o detendrá, lo que significa que su velocidad en el tiempo es cero. No hace falta mencionar que si el tiempo no se ‘dilata’, entonces, el total del movimiento ‘en el espacio’ + movimiento ‘en el tiempo’ excederá la velocidad de la luz, violando la relatividad. Esta es la DILACIÓN DEL TIEMPO.
No lo notaremos en nuestra vida cotidiana a pesar de que podemos viajar a varias velocidades porque, en comparación con la velocidad de la luz, nos movemos demasiado lento para que se produzca cualquier cambio notable, pero a velocidades superiores al 50% de la velocidad. de luz, el efecto de la dilatación del tiempo comienza a aparecer, y más allá del 75%, es dramático, como se muestra en el gráfico a continuación.
Imagen cortesía de: Time Dilation
Otra forma de demostrar la dilatación del tiempo es mostrar que a alta velocidad, el tiempo se dilata con respecto a un observador. La velocidad de la luz permanece constante, pero dado que la distancia que debe recorrer la luz aumenta, el tiempo que tarda en viajar desde, por ejemplo, un punto A hasta un punto B, es mayor que si fuera estacionaria en relación con el observador. La demostración utiliza un par de ‘relojes ligeros’
Imagen cortesía de: Relojes especiales de relatividad Varillas
Dos relojes de luz sincronizados, uno en reposo y otro en movimiento a velocidad relativista. Podemos ver que ‘un segundo’ del reloj en movimiento es igual a ‘4 segundos’ del reloj estacionario.
Otra forma de dilatación del tiempo es la dilatación del tiempo gravitacional, que es la diferencia del tiempo transcurrido entre dos eventos medidos por observadores situados a diferentes distancias de una masa gravitacional. Cuanto más débil es el potencial gravitacional, más rápido pasa el tiempo.
¿Qué es la dilatación del tiempo gravitacional?
El tiempo corre más lento donde la gravedad es más fuerte, y esto se debe a que la gravedad curva el espacio-tiempo. El camino es más largo cuando el espacio-tiempo está distorsionado o curvado, por lo que la luz tarda más en viajar entre los dos puntos en un campo gravitacional fuerte.
Aquí también, estos efectos son insignificantes en los tipos de diferencias gravitacionales experimentadas en la vida cotidiana. Sin embargo, tiene un impacto notable en los satélites en órbita utilizados por el sistema GPS que experimenta menos gravedad que la superficie de la Tierra, y también se mueve muy rápido, por lo que los efectos de distorsión del tiempo de aproximadamente 38 microsegundos por día deben tenerse en cuenta específicamente en o GPS comenzaría rápidamente a acumular errores.
Hay una práctica Calculadora de dilatación del tiempo disponible en línea: visite la página para ver cuánto tiempo tomaría llegar a las estrellas a cualquier porcentaje particular de la velocidad de la luz. Es gratis, viene con ejemplos para probar, es fácil de usar y realiza los cálculos al instante.
