¿Einstein realmente dijo que los tics del reloj se vuelven más lentos si el reloj estará cerca de un cuerpo masivo como la Tierra?

La dilatación del tiempo gravitacional se puede implicar directamente sin recurrir a la relatividad general simplemente considerando el efecto de la gravedad sobre la luz. Una vez que Einstein desarrolló la relatividad especial, la conservación del cálculo del momento dio directamente la equivalencia masa / energía, E = mc ^ 2. Por lo tanto, de acuerdo con la equivalencia de masa / energía, incluso la luz se verá afectada por la gravedad (incluso sin la equivalencia de energía de masa, solo el principio de equivalencia débil da la misma predicción). De hecho, la luz seguirá un camino curvo en un campo gravitacional. Esta predicción fue la que hizo famoso a Einstein, cuando la expedición de Eddington confirmó la predicción durante un eclipse solar en 1919.

Si la luz sigue una trayectoria curva en un campo gravitacional, y si el espacio y el tiempo no cambian, la trayectoria curva que conecta dos puntos sería más larga que la trayectoria recta. Según el principio de Hamilton, o el principio de menos tiempo de Fermat, la luz seguirá el camino del menor tiempo. Esto significa que la ruta curva debe ser la ruta del menor tiempo. Para que la velocidad de la luz permanezca constante a lo largo del camino, tanto el espacio como el tiempo deben distorsionarse para que el camino curvo sea el camino de menor tiempo. Por lo tanto, para que un camino más recto sea más largo, debe haber más tics de reloj a lo largo del camino. (Más específicamente, un fotón viaja a lo largo de una geodésica nula, donde el tiempo invariante es igual a cero. Todos los otros caminos deben tener un tiempo invariante distinto de cero y, por lo tanto, ser más largos).

Este problema es similar a encontrar el camino que toma la luz a medida que viaja a través de diferentes medios de acuerdo con el principio de refracción. El principio de Fermat del tiempo mínimo puede usarse para determinar la trayectoria en un medio con índice de refracción variable. En este caso, la luz en realidad viaja más lentamente en un medio de índice de refracción más alto.

En el caso de la lente gravitacional en el espacio, la luz siempre debe viajar en c porque viaja en el vacío. Por lo tanto, para que el principio del mínimo momento de aplicar (y debe preservar la causalidad), el espacio y el tiempo deben estar distorsionados de tal manera que la velocidad de la luz restos de la misma constante fundamental, sino un camino aparentemente más recta es en realidad más tiempo. Esto significa que la luz tarda más en atravesar una distancia aparentemente más corta.

Con respecto a los tics de un reloj: la luz debe aparecer más lentamente en un pozo gravitacional. Como la constante, c relaciona la distancia recorrida con el tiempo tomado, si el reloj avanza más lentamente, la luz parecerá más lenta, exactamente de la misma manera que si estuviera en un medio refractivo. Sin embargo, para mantener la velocidad de la luz, el espacio también debe comprimirse de manera que la relación de distancia recorrida dividida por el tiempo necesario permanezca constante, c. Esta es la curvatura espacio-tiempo.

En última instancia, los caminos que toma la luz se denominan geodésicas nulas y en realidad definen la curvatura del espacio-tiempo. De esta manera, podemos detectar distribuciones de masa ocultas, como la materia oscura.

Volviendo al tictac del reloj, ahora podemos construir relojes que sean tan precisos que puedan detectar un cambio de altura de solo un centímetro. Esta notable hazaña se logró en JILA por el grupo de Jun Ye y puede anunciar una nueva era de metrología de precisión.

Sí, según su teoría, los tics del reloj se vuelven más lentos si el reloj estará cerca de un cuerpo masivo.

Esto sucede debido a la gravedad del cuerpo masivo.

Cuando Einstein calculó las ecuaciones para su teoría general de la relatividad, se dio cuenta de que los objetos masivos causaban una distorsión en el espacio-tiempo. Imagine colocar un cuerpo grande en el centro de un trampolín. El cuerpo presionaría hacia abajo en la tela, haciendo que se hunda. La gravedad simplemente no atrae a los objetos que tienen masa, pero que atrae a todo, como ondas electromagnéticas (como la luz) y curva el espacio-tiempo que a su vez se expande la curva espacio-tiempo debido a lo cual la tasa de cambio de tiempo se vuelve más lento cerca de él.

Es posible que haya visto esta imagen 2D del espacio-tiempo, pero es solo una visualización simple utilizada para la explicación.

Pero más precisamente es como la imagen que se muestra a continuación.

[1] La relatividad general predice que los relojes funcionan lentamente en un potencial gravitacional – en una cantidad que está matemáticamente relacionada con la energía requerida para escapar del potencial – esto generalmente se interpreta que significa que el paso del tiempo se ha desacelerado … El efecto no se debe a un cambio físico en el reloj, sino que es el resultado del estado de energía del entorno del reloj.

Un efecto similar ocurre en la Relatividad Especial; sin embargo, se formula en términos de la invariancia del intervalo espacio-tiempo entre dos relojes en movimiento relativo. Según SR, dos relojes previamente sincronizados … luego, puesto en un estado de movimiento uniforme relativo wrt a otro, cada uno correrá más lento que el otro en comparación con un observador en el otro marco. Sin embargo, los experimentos se hacen generalmente usando el marco de la tierra como referencia, y estos experimentos muestran que el reloj con las carreras más altos de energía cinética más lenta – Esto ha dejado a la especulación de que ambos tipos de dilatación del tiempo (RS y GR) son en realidad el resultado de una diferencia en el estado de energía del entorno del reloj, lo cual es contrario a la teoría de SR.

No he podido encontrar ningún experimento real que documente el hecho de que el reloj de baja energía funcionará más lentamente cuando lo juzgue un observador en el marco de mayor energía. Si alguien tiene una referencia – por favor deje un comentario.

Notas al pie

[1] https://arxiv.org/ftp/arxiv/pape

Lo que pasa con el trabajo de einsteins a tiempo es que puede considerarse ampliamente como una explicación simplificada y favorece la subjetividad de la observación individual desde un marco local. Obviamente, esta es una forma defectuosa de ver la mecánica temporal porque nuestra especie no puede observar el paso del tiempo directamente. Puedo ver cómo esto podría llevar a la creencia incorrecta de que la velocidad de un fotón sería uniforme en todos los cuadros, pero como sabemos, esto no es consistente con la falta de simetría de masas en todo el universo.

El problema finalmente se reduce a la percepción, un GPS de órbita alta en realidad no observará la rotación de la tierra más lenta o el evento que ocurre en la superficie de lo contrario se desacelera. Esto se debe a que la base de nuestras percepciones se basa en el espectro electromagnético que debe pasar del estado desacelerado al estado acelerado para el informe. Donde solo puede informar en el contexto de las nuevas tasas de cuadros. Obviamente, esto implica que TODA la observación no local es parcial a nuestro potencial gravitacional de marcos locales de tal manera que proyecta nuestras variables dimensionales de marcos locales en la observación no local.

O, en otras palabras, Einstein basó toda su teoría en el sesgo en lugar de reconocer el sesgo y eludirlo para lograr una visión de la realidad objetiva.

Un dicho que me gusta bastante es que: “Aprender sobre el tiempo es aprender exactamente cuánto no podemos aprender a través de la observación”.

Pero estás preguntando sobre física 101 y estoy hablando de trabajo de posgrado sobre el tema. Así que esto puede pasar por encima de muchas cabezas de personas.

Así que aquí es algunas ilustraciones que pueden ayudar.

Esto es lo que pensamos actualmente:

Pero en la realidad:

Y con la relación de la masa con la modificación del tiempo en mente, aquí hay una vista de nuestro sol: (Tenga en cuenta las pendientes que significan las tasas de paso del tiempo)

Sí, en comparación con un reloj LEJOS del “pozo de gravedad”. A nivel local, todo parece normal.

Pero Einstein propuso que cuanto más cerca estén los relojes de un cuerpo masivo, como la Tierra, más lento será el tictac, lo que refleja una sorprendente influencia de la gravedad en el paso del tiempo.

Estás aquí incorrecta. Si está en reposo en el pozo de gravedad (por lo tanto, a plena aceleración), los relojes se ralentizan por la aceleración.

Y así como una urdimbre espacial puede empujar la trayectoria de un objeto, también lo es para una temporal: las matemáticas de Einstein sugirieron que los objetos se dibujan hacia lugares donde el tiempo transcurre más lentamente.

Falso. “Dibujado” asume una fuerza, y hemos sabido por más de 100 años que la gravedad no es una fuerza. Además, esto no explica por qué dicho objeto regresa directamente (esencialmente) a su punto de partida / elevación, si no hay fricción para robar el objeto de momento diferencial.

Esto no es solo de acuerdo con la teoría de Einstein. Se ha demostrado científicamente en varios experimentos (ver: experimento Hafele-Keating, por ejemplo).

Un reloj que podría medir el tiempo en incrementos de más de 16 dígitos podría mostrar la diferencia en la tasa de tiempo entre el sótano de su casa y su ático. La diferencia en la tasa de tiempo es aún más pronunciada con los satélites en órbita alrededor de la Tierra. Estos satélites deben corregir sus relojes internos periódicamente debido a esta diferencia horaria para mantener la funcionalidad de visualización.

Cuando los físicos hablan de relojes que se ejecutan más rápido o más lento, en realidad se refieren a la cantidad de tiempo entre eventos, visto desde diferentes marcos de referencia. Siempre se supone que los relojes son idénticos, relojes ideales que funcionan perfectamente y nunca son lentos o rápidos. Entonces, un reloj que se encuentra en la superficie de la Tierra puede enviar señales de regreso y ambos con un reloj en un satélite que orbita la Tierra. Cada uno de ellos mide correctamente y con precisión el tiempo a lo largo de sus líneas mundiales a un segundo por segundo. Pero cerca de un cuerpo gravitante, el espacio-tiempo es curvo y si uno está estacionario en la superficie, se está acelerando y no sigue una geodésica a través del espacio-tiempo. Por ambas razones, los relojes, que señalan de un lado a otro, no están de acuerdo, pero ambos son exactamente correctos.

No sé si realmente lo dijo, pero ciertamente calculó y predijo la dilatación del tiempo a través de la aceleración y / o cuerpos masivos.

Esto se demostró bien en muchos experimentos.

Alguien le preguntó a qué hora es y le dijo:

Es lo que ves cuando miras tu reloj.

Es el movimiento periódico de objetos en dependencia de campos gravitacionales y aceleración. Cuanto más fuerte sea el campo gravitacional, más lento se moverá el objeto (si no cambia otras variables).

Sí, lo hace y eso es lo que la relatividad es Albert Einstein originalmente predijo este efecto en su teoría de la relatividad y desde entonces ha sido confirmado por pruebas de la teoría general de la relatividad.

Espero que esto ayude.

¿Einstein realmente dijo que los tics del reloj se vuelven más lentos si el reloj estará cerca de un cuerpo masivo como la Tierra?

Cuando se compara con un reloj a distancia (lejos de la materia), se contarán menos segundos en un “tiempo” dado.

No, seguirán siendo los mismos, creo que ese es el punto de la relatividad. Si se volvieran más lentos, entonces la relatividad especial no tendría prioridad porque la percepción del tiempo se volvería universal desde todas las perspectivas. Un segundo siempre será un segundo para un reloj, pero un segundo no siempre será igual entre dos relojes. “Más lento” o “más rápido” es solo en relación con el reloj que usted percibe como preciso. La tasa de cambio del Universo es una experiencia relativa, no universal.

Si. Si está volando en un avión, el tiempo en realidad va más rápido. La aceleración hace que el tiempo se ralentice y la gravedad es lo mismo que la aceleración. El efecto sería más notable si la Tierra tuviera una mayor gravedad.