El tiempo es únicamente una noción humana. Cuando medimos el tiempo, estamos comparando una cantidad de un conjunto de eventos con otro.
Por ejemplo, observamos 10 granos de arena cayendo a la base de un reloj de arena y también observamos una manzana caer al suelo. Esto se puede caracterizar como:
- El tiempo que tardó una manzana en caer al suelo fue de 10 granos de arena cayendo en la base de un reloj de arena … o
- El tiempo necesario para que 10 granos de arena cayeran a la base de un reloj de arena fue 1 manzana cayendo al suelo … o
- Existe una equivalencia entre los eventos de 10 granos de arena que caen a la base de un reloj de arena y 1 manzana que cae al suelo
Se observa que la equivalencia de tales eventos es consistente cuando se observa dentro de cualquier marco de referencia inercial dado.
- ¿Cuáles son algunos desarrollos y hallazgos recientes relacionados con la mecánica cuántica y la física de la relatividad?
- Según la ley de Hubble, la velocidad relativa puede superar la velocidad de la luz para dos objetos separados por una distancia mayor que 1 / H. ¿Cómo puede ser esto consistente con la relatividad especial?
- Michio Kaku dice que no podemos refutar la relatividad general utilizando dispositivos basados en dichos principios. ¿Puedes explicar esto en términos simples?
- ¿Cómo llegó Einstein a sus Ecuaciones para la relatividad general?
- ¿Cuál es la diferencia entre un curso de Relatividad general y un curso de Cosmología?
Se observa que la equivalencia de tales eventos es inconsistente cuando se observa desde un marco de referencia inercial diferente y / o desde un campo gravitacional diferente.
Desde la relatividad especial, esta inconsistencia se caracteriza por la dilatación del tiempo. Sin embargo, sobre la base de que el tiempo no se puede observar y es muy probable que sea solo una noción humana, esta inconsistencia se caracterizaría como un cambio en la frecuencia de los eventos.
En cuanto a por qué la velocidad relativa y / o la gravedad deberían precipitar este efecto:
La teoría de la relatividad especial de Einstein predice que para los objetos que viajan a una fracción significativa de la velocidad del tiempo de luz se ralentiza y el espacio se reduce. Las observaciones experimentales están de acuerdo con las predicciones. Por ejemplo, un observador estacionario observa normalmente que las partículas de vida corta como los muones cuando están en reposo existen durante períodos significativamente más largos cuando viajan a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.
La observación de que los Muones de alta velocidad duran más que los Muones en reposo podría interpretarse de 2 maneras:
1. Los muones se descomponen al mismo ritmo, independientemente de su velocidad. La velocidad de un muón hace que el tiempo disminuya en su marco de referencia, de modo que para un observador estacionario para quien el tiempo corre más rápido, un muón de alta velocidad parece decaer más lentamente que un muón estacionario.
2. Los muones se descomponen a una velocidad inversamente proporcional a su velocidad en relación con un observador estacionario
Es difícil concebir una forma de probar de manera concluyente cualquiera de las interpretaciones sin tener un punto de referencia absoluto para el tiempo.
La primera interpretación se basa en la suposición de que el tiempo es parte del tejido del universo y que el tiempo literalmente fluye. Esta es la interpretación actualmente aceptada.
La segunda interpretación (alternativa) supone que el tiempo es meramente una noción humana y no es parte de la estructura del universo en ningún sentido real. En este caso, la dilatación del tiempo ya no es una explicación plausible para el aumento de la vida útil de los muones de alta velocidad. Dado que la dilatación del tiempo ya no puede ser una explicación, la inferencia es que los Muones de alta velocidad literalmente duran más que los Muones relativamente estacionarios como consecuencia directa de la velocidad relativa (o energía cinética relativa) del sistema cerrado de rápido movimiento que contiene los Muones.
Si bien se observa que las partículas como los muones se descomponen en diferentes partículas, no se entiende qué desencadena exactamente el cambio. Wikipedia define la descomposición de partículas como el proceso espontáneo de una partícula elemental que se transforma en otras partículas elementales. Wiktionary define el significado de espontáneo como “autogenerado; sucediendo sin ninguna causa externa aparente “. Parece que hay 2 posibles interpretaciones:
1. Las partículas cuánticas se descomponen (o transforman) espontáneamente sin ninguna influencia externa
2. Las partículas cuánticas se descomponen (o transforman) debido a la influencia de otros eventos cuánticos en su vecindad
En la primera interpretación, la noción de que una partícula indivisible fundamental puede transformarse sin influencia externa es a la vez contraintuitiva e inconcebiblemente difícil de concluir a partir de la observación experimental.
Suponiendo que la descomposición de las partículas está influenciada por otros eventos cuánticos en la vecindad, se deduce que la tasa de descomposición estará influenciada por la frecuencia de tales eventos cuánticos.
Por ejemplo, no se puede esperar ningún cambio en un Muon hasta que se produzca un evento cuántico lo suficientemente cerca como para afectarlo. Como una partícula cuántica requiere otra partícula en su vecindad para precipitar un evento, se deduce que la frecuencia de los eventos cuánticos se rige por la velocidad (o momento angular) de las partículas cuánticas dentro del espacio cuántico. De esto se puede inferir que la velocidad (o momento angular) de todas las partículas cuánticas dentro del espacio cuántico se reduce en proporción a la velocidad del sistema cerrado que contiene las partículas cuánticas.
Por ejemplo, un reloj atómico mide el intervalo entre 2 condiciones mecánicas cuánticas del átomo de cesio 133 y lo registra como un intervalo de tiempo discreto. En el caso de un reloj atómico de movimiento rápido, habrá un intervalo aumentado entre las 2 condiciones mecánicas cuánticas y, en consecuencia, el intervalo de tiempo discreto registrado será mayor que el intervalo de tiempo discreto registrado por un reloj atómico relativamente estacionario.
Dado que todos los objetos consisten en partículas cuánticas, se deduce que no puede ocurrir un cambio observable en un objeto hasta que haya un cambio en sus partículas cuánticas constituyentes. El intervalo entre 2 estados cualquiera de un objeto está sujeto y es proporcional a los intervalos entre eventos cuánticos que ocurren entre las partículas cuánticas constituyentes de ese objeto. De ello se deduce que el intervalo entre cualquiera de los 2 estados observables de un objeto en rápido movimiento aumenta en proporción a la velocidad del objeto.
Por ejemplo, un astronauta que sale de una posición de papelería inicial en la Tierra y luego acelera a cerca de la velocidad de la luz no observará ningún cambio en el intervalo entre los eventos que ocurren dentro de su nave espacial en ninguna etapa de su viaje. Sin embargo, un observador estacionario en la Tierra notará un aumento dramático en el intervalo entre eventos en la nave espacial. Desde el punto de vista del observador estacionario, todo a bordo de la nave espacial, incluido el astronauta, parecerá moverse a cámara lenta a medida que la nave espacial se acerca a la velocidad de la luz. Sin embargo, desde el punto de vista del astronauta, ya que el intervalo entre los estados cuánticos de las partículas cuánticas constituyentes de todo en la nave espacial (incluido el astronauta) habrá aumentado proporcionalmente, no será evidente ningún cambio en el intervalo entre los eventos dentro de la nave espacial.
