¿Cuál es la ‘teoría de la relatividad’ para idiotas absolutos (porque simplemente no entiendo)?

Esta breve respuesta básica tiene una premisa y un giro argumental.

La premisa: casi todo en el universo es relativo. Alguien me preguntó una vez qué tan rápido se mueve cuando está sentado frente a su computadora, a lo que tuve que preguntar: ¿en relación con el chico que está a tu lado? Relativo a alguien en la interestatal? ¿A alguien en reposo al otro lado de nuestro globo giratorio? ¿A un punto estacionario en la superficie del sol? ¿A nuestra estrella más cercana, el centro galáctico, el lado opuesto de nuestra galaxia giratoria, la siguiente galaxia más cercana, una galaxia al otro lado del universo? Todas las respuestas diferentes, por supuesto, y todas ellas igualmente válidas dependiendo de su marco de referencia.

Si las cosas en el universo, como la velocidad, son relativas basadas en algo como la posición, entonces debes asumir que algo es constante para medirlas. Los científicos en la década de 1800 intentaron determinar cuáles eran las constantes en nuestro universo. Entonces, ¿cuál es la única cosa en nuestro universo que es constante? ¿Espacio? ¿Hora? Dimensiones y distancias? No

El giro de la trama: muy, muy extraño, la única constante en nuestro universo es la velocidad de la luz, que parece una cosa muy peculiar. Y para que la velocidad de la luz sea constante independientemente de su posición, velocidad, etc., todo lo demás en el universo tiene que ser relativo a esa constante. El tiempo depende de la velocidad del observador en relación con la velocidad de la luz en relación con otro lugar en particular (dilatación del tiempo – Wikipedia). La distancia es relativa en función de la velocidad del observador en comparación con la velocidad de la luz (Contracción de longitud – Wikipedia). La masa de un objeto depende de su velocidad en relación con la velocidad de la luz en relación con otro objeto (Masa en relatividad especial – Wikipedia).

Todo lo que se puede medir en este universo es relativo a una sola cosa: es la velocidad contra la velocidad de la luz. Es por eso que un hombre en un tren que viaja una mph a la velocidad de la luz puede encender una linterna y tanto el hombre en el tren como el observador afuera en una silla de jardín medirán la velocidad de esa luz para que sea exactamente la misma en relación con cualquiera de los dos ellos. Cualquier otro factor en el universo compensa hacerlo.

Totalmente extraño, pero probado millones de veces y utilizado todos los días en alta tecnología y ciencias. Sin embargo, la mayoría de las personas nunca notarán estos efectos extraños, ya que solo se vuelven dramáticos a velocidades cercanas a la de la luz. A baja velocidad, la física newtoniana funciona bastante bien.

Jack Fraser ya ha hecho un excelente trabajo (como siempre) al responder la pregunta anterior, pero me gustaría darle un poco más de información y un poco menos de matemática (de hecho, no hay matemática en absoluto)
¿Por qué es Einstein, Einstein? ¿Qué descubrió en su famosa “teoría de la relatividad” que toda la comunidad científica lo idealiza? Pues aquí está.

La “teoría de la relatividad” es en realidad una teoría muy antigua, Einstein simplemente la extendió a un nivel completamente nuevo. La palabra clave es relativa: significado subjetivo.
Hay muchas cantidades en física (cosas que puedes medir) cuyos valores son subjetivos. Aquí hay un ejemplo muy simple con los pies en la tierra.
Podría preguntarte cuál es la “distancia a tu casa”.
¿Entiende de inmediato la relatividad de la respuesta y me pregunta “de dónde”? Porque entiendes que la distancia a tu casa desde el lugar de Dave es de solo 10 metros, mientras que la distancia desde la casa de tu novia Zeta es de 100 km.
La “distancia a su casa” tiene valores que cambian dependiendo de “desde dónde la está calculando”.
Esa es la relatividad de la posición para ti . En este punto me llamarías estúpido. Obviamente lo sabías, ¿verdad? Bueno, eso es lo que es la relatividad. Este es un concepto bastante obvio. Sin embargo, una vez que explore más las cosas, se dará cuenta de otra cantidad importante que es relativa. Movimiento.

El movimiento también es relativo, pero a diferencia de la distancia, las propiedades del movimiento no dependen de “desde donde lo observas”, sino de “quién está observando”. Que propiedades Dos cosas, velocidad y dirección. La persona que se sienta a tu lado no se mueve como la ves, por lo tanto, su velocidad es cero. Sin embargo, como ‘visto’ por el sol, su velocidad definitivamente no es cero. El suelo mismo parece estar en reposo como lo vemos nosotros, sin embargo, como se ve desde el sol, está girando en círculo y girando a su alrededor. Usted ve que el movimiento es relativo, ya sea que algo se mueva hacia la derecha o hacia la izquierda o no se mueva en absoluto es subjetivo, sujeto a quién está observando. Este misterio fue descubierto por las grandes mentes de Galileo y Newton. Esta idea simple cambió nuestra idea sobre el movimiento y las fuerzas, que Newton explica con elegancia en su libro Principia en las tres leyes del movimiento.

Las personas que no han tomado cursos de física todavía tienen problemas para comprender este hecho. Las mentes no entrenadas todavía piensan que la fuerza hace que las cosas se muevan pero no lo hacen. Todo esto ahora es física bastante básica (pero no una vez) para cualquier estudiante de secundaria que tome cursos de física.

Ahora avancemos rápidamente hasta 1905. Hasta entonces solíamos pensar que habíamos entendido la relatividad. Pero Einstein nos mostró que hay muchas otras cantidades en física que también son relativas. Ahora prepárate para enloquecer.

Mostró que la distancia entre dos puntos en el espacio es relativa. Piénsalo. Según la física clásica (la física establecida por Newton) la distancia entre dos puntos en el espacio debe ser absoluta. Deben ser independientes de quién está observando y desde dónde se está observando. Por ejemplo, la longitud de un tren es de 10 metros. Son 10 metros para ti, para tu gato astronauta en la luna y para el sol, ¿verdad? Bien mal. Einstein dice que la longitud del tren también es relativa. Algunos observadores pueden ver que el tren tiene solo 1 cm de largo. (Eso es una locura, ¿no? Pero se ha verificado experimentalmente que es verdad)

También demostró que la brecha de tiempo entre dos inventos también es relativa. Por ejemplo, imagine que después de cada hora escuche una campana. Ahora son las 6:30 p.m., escuchas una campana, y después de 1 hora, 7:30 p.m., nuevamente escuchas una campana, TONG. Entonces, el intervalo de tiempo entre dos TONGS es de 1 hora, ¿verdad? Bueno, dice Einstein, eso puede ser cierto para ti. Pero para algunos observadores, el intervalo de tiempo podría ser inferior a 1 hora, y para otros observadores podría ser superior a 1 hora. ¿Entiendes lo extraño y extraño que es la “fantasía científica”?

Imagine que su hermano gemelo comienza a calcular que la brecha de tiempo entre las garrapatas es de solo media hora. Esto significa que su reloj corre el doble de rápido que el tuyo. Cuando tu corazón late 1000 veces, el suyo habría terminado de latir 2000 veces. Lo que significa que literalmente envejecerá el doble de rápido que tú. Él podría hacerse mayor que tú. ¿No suena extraño?

Es esta relatividad del espacio (entre dos puntos fijos) y el tiempo es lo que cambió la forma en que miramos el universo. Esta es la famosa “teoría de la relatividad”

Si piensa seriamente, podría redescubrir algunas inconsistencias aparentes en las teorías. Pero tenga la seguridad de que no hay ninguno. La teoría ha sido probada una y otra vez y siempre hemos visto que sus predicciones se han hecho realidad.

Por lo tanto, no le he dado ningún detalle sobre cómo los diferentes observadores ven diferentes valores de espacio entre puntos y tiempo entre eventos. Pero mi propósito era darte una breve idea de por qué, la teoría de la relatividad es tan importante, un cambio total en el juego y un doblador mental completo.

Por cierto, esta teoría se llama ” la teoría especial de la relatividad” se llama especial porque solo tiene en cuenta a los observadores que no están cambiando sus velocidades.

Más tarde descubrió lo que sucede cuando los observadores cambian sus velocidades, y le mostró al mundo que … esperen … la fuerza de gravitación es un mito . No existe tal cosa como la fuerza gravitacional. Pero que mi querido amigo es una historia para otro día.

Prepárese para enloquecer con una de las teorías más difíciles de entender pero la más importante en física.

La teoría de la relatividad, de Albert Einstein, trata el espacio y el tiempo para tener una mejor idea de cómo funciona el universo.

Dos partes: relatividad especial y relatividad general.

Explica cómo el espacio y el tiempo son lo mismo y lo llamamos el “espacio-tiempo”.

Relatividad Especial (SR):

Palabras clave: Velocidad, tiempo, espacio, evento y observador inercial.

Dos postulados de SR:

1. No hay nada como la velocidad absoluta o el descanso absoluto. La velocidad es relativa, lo que significa que solo puede determinar su velocidad en relación con (o en comparación con) otro observador. Por ejemplo, el automóvil que se mueve a 40 km / h no tiene sentido, mientras que el automóvil se mueve a 40 km / h en relación con el suelo o considere un observador que se mueve a 20 km / h en la dirección del mismo automóvil, ahora, el el automóvil se mueve a 20 km / h en relación con ese observador, tiene mucho sentido.
2. Universalidad de la velocidad de la luz: la velocidad de la luz medida por cualquier observador de cualquier velocidad relativa siempre será la misma, es decir, 299,792,458 m / s. Eso significa que usted y su amigo que se mueven con diferentes velocidades relativas siempre medirán que la velocidad de la luz sea la misma.

Nota: Todo el observador debe estar en un marco inercial. El marco inercial es un marco de referencia libre de cualquier otro tipo de fuerza o aceleración.

Con los postulados siendo muy claros, podemos seguir adelante. Imagine que usted y su amigo están en dos naves espaciales completamente transparentes diferentes en el espacio. Tu amigo se mueve a cierta velocidad en relación a ti. Ahora, desde la perspectiva de tu amigo, eres tú quien se mueve con la misma velocidad pero en la dirección opuesta. Ahora, tu amigo, llamémoslo X, continuamente hace rebotar una pelota en el piso de la nave espacial y la retiene (con esa nave espacial aún moviéndose a cierta velocidad en relación a ti).

X ve que el movimiento de la pelota es en línea recta como en la Fig. 1 pero usted ve el movimiento de la pelota como en la Fig. 2. HECHO: La pelota tarda el mismo tiempo en recorrer ambos caminos. Usando la fórmula, velocidad = distancia / tiempo, obtenemos diferentes velocidades para la misma bola solo debido a diferentes observaciones. Ahora, imagen reemplazamos la pelota con un estado de rebote ligero de dos espejos. El haz de luz también toma los mismos caminos que la pelota cuando es observado por diferentes observadores. Solo que esta vez, debido al segundo postulado, la velocidad no puede cambiar, es decir, ambos observadores miden la velocidad del haz de luz. Debido a ese hecho, lo que tiene que cambiar es el TIEMPO mismo. De la ecuación tiempo = distancia / velocidad, podemos concluir que usted y su amigo experimentan el tiempo de manera diferente.

HECHO DE RELATIVIDAD: (excluyendo todas las matemáticas) El tiempo no es universal, es local y depende del estado actual del observador. El espacio y el tiempo están relacionados. Cuanto más rápido te mueves por el espacio, más lento te mueves a través del tiempo.

Pero hay un gran problema. Usted ve el tiempo de X ir más lento en relación con el suyo desde su perspectiva, mientras que X ve su tiempo ir más lento en relación con él desde su perspectiva. ¿Quién tiene la razón? Bueno, tales situaciones se llaman paradojas. Aquí, se conoce como la paradoja del tiempo. La solución a esto es, si desea revisar sus relojes después de moverse con diferentes velocidades relativas, uno de ustedes debe regresar y encontrarse con el otro. Esto cambia el marco de ser inercial a no inercial (o marco acelerado). Cuando uno de los observadores experimenta un marco no inercial, es ese observador quien es el tiempo más lento en relación con otro observador.

Quizás estés pensando cuál es la prueba de todo esto, ¿verdad? Espera

Relatividad general (GR):

palabras clave: espacio-tiempo.

GR es también la teoría de la gravedad. Explica por qué los objetos en el espacio se atraen entre sí y cómo no se requiere la gravedad para explicarlo. En SR, vimos cómo se relacionan el espacio y el tiempo. En GR, Einstein explicó que el espacio y el tiempo no son dos cosas diferentes, pero son lo mismo, y lo llamó el “espacio-tiempo”. Se trata de 4 dimensiones: 3 dimensiones de espacio y 1 dimensión de tiempo.

El espacio-tiempo es el tejido 4-D. ¿Es un tejido presente en el espacio? No, el espacio-tiempo es el espacio que conocemos, ahora mejor lo conocemos como espacio-tiempo.

Deje que un objeto (digamos, Obj) en un marco inercial se mueva en el espacio-tiempo, siga un camino recto. La materia dobla el espacio-tiempo. Más la masa, más la curvatura del espacio. Esta curvatura del espacio es lo que conocemos como gravedad. Ahora, si hay una gran masa en el espacio-tiempo como un planeta o una estrella, nuestro objeto, Obj seguirá el camino, que parece circular, y orbitará alrededor de esa masa.

El camino que toma Obj desde su perspectiva es una línea recta de velocidad constante. Pero, debido a la curvatura del espacio en sí, parece girar alrededor de la masa. Ahora, si el objeto tiene menos velocidad, cae en la masa a través de la curvatura. Así es como se mueven los objetos en el espacio-tiempo.

Efecto del tiempo en GR: la curvatura del espacio-tiempo también afecta el tiempo.

Considera, de nuevo, tú y X. Estás en la tierra mientras X está en el espacio libre. Estás experimentando la curvatura del espacio-tiempo, mientras que tu amigo no. GR dice que su tiempo pasa lentamente en relación con X. Por lo tanto, cuanto más la curvatura del espacio-tiempo en relación con un observador, más lento pasa el tiempo en relación con ese observador y viceversa.

Esto fue brevemente, sin ninguna matemática, sobre la Teoría de la Relatividad.

PRUEBA:

Los satélites GPS solo pueden funcionar si el tiempo en el GPS está en excelente sincronización con el tiempo en la Tierra. Pero, los GPS están en órbita terrestre alta y se mueven con gran velocidad en relación con la Tierra. Debido a la relatividad, el tiempo en el GPS corre más lento en relación con el tiempo en la Tierra. Esto causa problemas en el funcionamiento del GPS y, por lo tanto, el tiempo en el GPS debe actualizarse constantemente y mantenerse sincronizado con el tiempo en la Tierra, solo debido a la RELATIVIDAD.

Ya hay muchas respuestas que cubren sus postulados y las consecuencias de la Relatividad Especial (SR), por lo tanto, no las replicaré aquí. En cambio, me gustaría señalar algunos problemas que pueden haber llevado a una gran incomprensión del tema y, con suerte, aclarar algunas de sus confusiones.

Una de las teorías más confusas de la física, si no la más

El nombre de “relatividad” al menos para mí es un nombre inapropiado en cierta medida. El verdadero genio de la teoría y, por supuesto, el fundador, Albert Einstein, es que identifica con éxito lo que es “objetivamente” verdadero, hablando libremente de “simetrías” de este desorden subjetivo, pero aún así los estudiantes / conferencias a menudo se centran únicamente en este último, haciendo que tema completamente confuso. Para empeorar el asunto, las llamadas “paradojas” a menudo se explican con fuerza por SR donde se requiere estrictamente un tratamiento adecuado de Relatividad General (GR), por ejemplo, la paradoja gemela. Entonces, si está estudiando SR, le insto a que no se obsesione con las inconsistencias aparentes y tenga en cuenta el siguiente mensaje.

No mezcle la información subjetiva con la realidad objetiva.

Asumo ahora que está bastante familiarizado con las consecuencias básicas de la SR, una dilatación del tiempo, una contracción de la longitud y una masa relativista. Desafortunadamente, a menudo no se enfatiza ni se descuida por completo mencionar que son cantidades ” aparentes ” medidas ” subjetivamente ” por un observador. De hecho, ni el tiempo se está desacelerando, el espacio se está apretando ni la masa se está volviendo más pesada, esto simplemente no es cierto como un hecho objetivo. Una distorsión objetiva real o ” intrínseca” del espacio-tiempo entra en juego más tarde en GR cuando se introduce una fuerza de marea debido a la gravedad. El fenómeno descrito en SR es una distorsión aparente en la que no se puede llegar a un acuerdo mutuo entre los observadores sobre sus mediciones. Si los toma en serio como hechos objetivos, inevitablemente resultarán en una contradicción.

Por ejemplo, supongamos que Alice viaja a una velocidad constante con respecto a Bob. En virtud de la dilatación del tiempo, Alice ve el reloj de Bob más lento pero también por simetría Bob ve el tiempo de Alice más lento. ¿Podemos decir definitivamente quién es el reloj más lento en esta etapa? ¡No! Pero, ¿cómo es posible que al final de su viaje donde los dos se encuentren, encuentren que sus relojes son diferentes? Debe haber algún tipo de ” ruptura ” de la simetría para que esto suceda. Para discutir este asunto con más detalle, se requerirá la noción de geodésica en GR para que se entienda adecuadamente. Entonces, si se siente incómodo en este momento con la explicación de SR que agita la mano, es posible que desee esperar hasta que se introduzca el concepto adecuado.

Además, el término masa relativista es otro concepto engañoso que ha causado estragos incluso entre las mentes de los estudiantes universitarios. Entonces, me gustaría hacerle una pregunta, por la lógica de la masa relativista, ¿deberíamos colapsarnos en un agujero negro solo porque algunos rayos cósmicos que pasan cerca de la velocidad de la luz nos verían como un objeto masivo? ¡Esto es completamente absurdo! Nuevamente, se debe a una interpretación grosera de una cantidad subjetiva aparente.

De hecho, la “relatividad” no fue la primera vez que nuestra subjetividad plagó nuestra mente. Considere una estrella distante donde la luz tarda mucho en llegar. Para nosotros, los observadores terrenales, actualmente está brillando intensamente, pero este es “un estado aparente” de la estrella, ya que puede haber sufrido una explosión de supernova o haber chocado con un planeta, simplemente no lo sabemos. Es imposible deducir su estado inmediato de la información que aún no nos ha llegado. Por lo tanto, no tenemos más remedio que hacer una conclusión basada en esta información aparente. Además, supongamos que hay un alienígena viviendo en un planeta a medio camino entre nosotros y la estrella. El alienígena ve un estado mucho más reciente de la estrella que exhibe una naturaleza subjetiva de las observaciones.

Este ejemplo se entiende fácilmente, pero ¿por qué la relatividad es tan difícil de entender? Esto se debe simplemente a nuestra intuición clásica construida a lo largo del tiempo que mide una longitud y un tiempo de forma independiente utilizando una regla y un cronómetro desde nuestros días ancestrales. Pero, ¿qué tiene de bueno esas herramientas si las mediciones realizadas son de hecho subjetivas y solo objetivas en un caso degenerado? Necesitamos una regla general, algo en lo que ambos observadores estén de acuerdo para todos los casos. Esta regla se denomina métrica, prescrita por [math] \ small g_ {\ mu \ nu} dx ^ {\ mu} dx ^ {\ nu} [/ math]. Lo que hace que esta herramienta sea notable es que no trata la duración y el tiempo por separado, sino que, en términos generales, se combinan en uno solo, de ahí que surgiera el término espacio-tiempo. La relatividad en su esencia central, es una constatación de que hemos estado utilizando las herramientas incorrectas para las mediciones, ¡es así de simple!

Algo tenía que decirse …

En realidad, es muy natural que SR quede perplejo. La conclusión es que no hay una comprensión adecuada de la relatividad sin algún conocimiento sobre GR. Para aquellos que afirman haber entendido la relatividad sin ella, personalmente no les creo. Pero ¿por qué es este el caso? ¿Se debe al tratamiento de un marco de referencia acelerado o una curvatura espacio-temporal? No. En realidad se debe al formalismo o al lenguaje en el que está escrito. GR está escrito en el lenguaje de geometría diferencial donde hay una representación clara de la realidad objetiva (propiedades intrínsecas) retratada por la variedad diferenciable y la realidad subjetiva (qué observadores ven) por atlas. Desafortunadamente, muchas conferencias GR todavía se imparten sin una definición clara de esos términos clave y solo funcionan a partir de un sistema de coordenadas particular con mucha jerga matemática mal definida que no logra dilucidar su importante fundamento.

Lo siguiente es originalmente de mi respuesta a una pregunta en el intercambio de pila de física. Pensé que sería útil aquí.

Cuando Einstein presentó la teoría especial de la relatividad en su artículo de 1905 “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento”, describió dos postulados. El primero, que las leyes de la electrodinámica y la óptica son válidas para todos los marcos de referencia para los que las ecuaciones de la mecánica son válidas, y el segundo, que la velocidad de la luz es constante para todos los observadores, independientemente del movimiento . Esto es importante, significa que, independientemente de su velocidad con respecto a la luz, siempre la observa viajando a [matemáticas] c [/ matemáticas] (299,792,458 m / s) (bueno, hasta que ingresa a la Relatividad general, donde el espacio deformado puede hacer que la luz parezca disminuir, pero eso no viene al caso).

Lo que debe darse cuenta es que no hay un marco de referencia absoluto. Cuando se encuentra en un marco de referencia inercial (sin aceleración), no hay forma de saber si se está moviendo o si las cosas a su alrededor se están moviendo. De hecho, desde su punto de vista, usted es estacionario.

Imagine dos espejos espaciados a una distancia [matemática] L [/ matemática] aparte (como se muestra a continuación). Ahora imagine que se proyecta un haz de luz desde el espejo inferior en el momento [math] t_0 [/ math] en la dirección del espejo superior; este haz se refleja en el espejo superior en el momento [math] t_1 [/ math] antes de regresar al espejo inferior en el momento [math] t_2 [/ math]. El tiempo entre [matemáticas] t_0 [/ matemáticas] y [matemáticas] t_2 [/ matemáticas] se puede expresar como

[matemáticas] \ begin {align} \ displaystyle {\ Delta t = \ frac {2L} {c}} \ end {align} \ tag * {} [/ math]

Ahora imagine que ve que ambos espejos comienzan a moverse uniformemente hacia la derecha. Para alguien que se mueve con los espejos, estarán estacionarios en su marco de referencia, por lo que la situación se desarrollará exactamente como se describió anteriormente. Sin embargo, para usted, la luz toma un camino diagonal más largo. Después de dejar el primer espejo en el momento [matemático] t_0 [/ matemático], la luz atraviesa la nueva distancia [matemática] D [/ matemático] y golpea el espejo superior en el momento [matemático] t_1 ^ \ prime [/ matemático] antes de reflejar nuevamente en el espejo inferior en el momento [math] t_2 ^ \ prime [/ math]. El tiempo entre [math] t_0 [/ math] y [math] t_2 ^ \ prime [/ math] puede expresarse como

[matemáticas] \ begin {align} \ displaystyle {\ Delta t ^ \ prime = \ frac {2D} {c} = \ frac {2 \ sqrt {L ^ 2 + (\ frac {1} {2} v \ Delta t ^ \ prime) ^ 2}} {c}} \ end {align} \ tag * {} [/ math]

Ahora, puede estar pensando, “¿no sería esto lo mismo que si rebotara una pelota desde el techo de un tren en movimiento?” La respuesta es no . Esa pelota tiene la velocidad del tren agregada y, por lo tanto, para un observador estacionario, se mueve con una velocidad mayor que la que ve la persona que rebota la pelota. Ese no es el caso con la luz. ¿Recuerdas el segundo postulado que mencioné? Lo que eso significa es que tanto el observador que se mueve con los espejos como el observador estacionario con respecto a los espejos en movimiento registran la luz que se mueve a la misma velocidad. Piénsalo. Esto significa que desde el punto de vista del observador estacionario, la luz traza un camino más largo y, por lo tanto, tarda más en alcanzar el espejo superior: hay más tiempo entre “ticks” .

Esto es lo que Einstein se dio cuenta. Los relojes en movimiento funcionan más despacio desde la perspectiva de un observador estacionario.

Además, ¿sabes todo lo que dije sobre ningún marco de referencia inercial absoluto? Eso significa que el observador que se mueve con los espejos también ve que su reloj corre lento; eso es porque para ellos, son estacionarios y tú eres el que se está moviendo.

Lo voy a hacer realmente fácil: suceden cosas divertidas cuando los objetos (o las personas) se mueven rápido: las longitudes se contraen, el tiempo pasa más lentamente, etc. En pocas palabras.

Ahora, si desea saber por qué suceden estas cosas extrañas, hay dos enfoques: “de arriba hacia abajo” y “de abajo hacia arriba”. El enfoque de arriba hacia abajo muestra que se siguen del Principio de Relatividad de Einstein ”. El enfoque ascendente muestra que se siguen del comportamiento de los campos. Prefiero el enfoque de abajo hacia arriba por las razones dadas en el siguiente pasaje de mi libro. (Por cierto, fijé el precio de la versión del libro electrónico en solo $ 4.95 para que todos puedan pagarla, pero si eso es demasiado, lea al menos los capítulos 1 y 10 gratis en quantum-field-theory.net)

“La teoría de la relatividad especial, formulada por Einstein en 1905, se basa en el postulado de que las leyes de la física son las mismas independientemente del estado de movimiento del observador, siempre que sea uniforme. Esto se conoce como el Principio de Relatividad, del cual se derivan muchos efectos extraños. Si bien estos comportamientos parecen paradójicos, tienen mucho sentido cuando se ven como resultado del comportamiento de los campos, ya sean campos cuánticos o campos clásicos.

“Los objetos se contraen cuando se mueven porque el movimiento afecta la interacción de los campos que mantienen el objeto unido. El espacio mismo se contrae porque el espacio está hecho de campos.

“Las cosas suceden más lentamente en un sistema en movimiento porque los campos que interactúan deben recorrer una distancia mayor (a pesar de la contracción).

“Nada puede ir más rápido que la luz porque todo está hecho de campos que se propagan a una velocidad finita determinada por las ecuaciones de campo.

“La masa aumenta con la velocidad porque la masa significa que la resistencia a la aceleración y la aceleración más allá de la velocidad de la luz son imposibles.

“Yo llamo a esto el enfoque de abajo hacia arriba . Aunque la mayoría de los físicos prefieren comenzar con el Principio de Relatividad, el método ascendente proporciona una idea de por qué suceden estas cosas extrañas. Incluso el Principio de Relatividad se desprende del enfoque ascendente. De cualquier manera, uno debe hacer frente a una realidad Rashomon en la que los observadores en sistemas que se mueven de manera diferente ven la misma realidad de diferentes maneras. La realidad de Rashomon es muy confusa, y es mejor dejar que los físicos se encarguen de eso ”.

Básicamente propone algunas ideas.

el espacio y el tiempo están interconectados

Explicación simple:

Si alguien te llama y dice que quiere conocerte, dirás cuándo y dónde (tiempo y espacio)

Y tiene una suposición básica

Que las leyes de física nunca cambian

Sabemos por electromagnetismo (física de la electricidad) que la velocidad de la luz es la misma y es la más alta posible, solo recuerde que nada se mueve más rápido que la luz.

Ahora imagina

un tren que se mueve 99.999999 ..% de velocidad de la luz, ahora imagine que una persona se mueve en ese tren con una velocidad de 3 km / hora, pero aquí hay un problema

Que teóricamente se mueve más rápido que la luz, lo cual es imposible

Por lo tanto, para detener cualquier cosa (con masa) para moverse más rápido que el universo ligero juega un truco,

el tiempo en ese tren se ralentizará (como super cámara lenta)

Esto es reletividad “cualquier cosa que tenga velocidad, el tiempo se ralentiza un poco”

(Traté de explicar de la manera más simple)

Mire este video para virtualización:

Y lo más importante, no te consideres un estúpido, tienes curiosidad por aprender y eso es lo mejor.

::::: Sigue aprendiendo cosas nuevas :::::

Siempre tomo esta pregunta como un desafío, porque una vez que la entendí, pensé que me habían enseñado mal.

Entonces aquí va.

En física clásica, es fácil entender el sonido. El sonido es “vibraciones” en un medio, como el aire o una cuerda de guitarra.

Es por eso que hay una “velocidad de sonido” diferente para diferentes medios, y un avión supersónico puede ir más rápido que la “velocidad del sonido” en el aire.

En física clásica, es más difícil “entender” la luz. Esto se debe a que la “velocidad de la luz” es la misma, no importa cuán “rápidos” estemos, en relación con otra cosa.

Entonces esta es la parte esencial de la relatividad. La “velocidad” del sonido es relativa al medio. Es fácil hacer que una “onda de sonido” en un medio vaya mucho más rápido, en relación con un punto de referencia común, que otra en otro medio, si los dos medios son del mismo tipo, pero donde un medio se mueve más rápido que El otro medio.

La relatividad es obvia cuando estás en un tren en una estación y miras por la ventana a través de la ventana de otro tren. Ahora “observa” el otro tren en movimiento.

Pero lo que realmente está sucediendo es que ambos trenes están “en movimiento”, uno en relación con el otro.

Entonces, hay dos partes esenciales de la relatividad. La primera parte es que todo, aparte de la “velocidad de la luz”, es relativo entre sí. Si voy a 100 km / h “a la izquierda” con respecto a un punto en el espacio, ese punto en el espacio va a 100 km / h “a la derecha” en relación a mí.

Y hay una conclusión muy agradable y “elegante” de esto. Esto significa que no hay “centro” en tres dimensiones del espacio. O el universo es “infinito en tres dimensiones”, o hay más de tres dimensiones.

Entonces, desde el principio, podemos ver que la “relatividad” en realidad tiene mucho sentido, siempre y cuando dejemos de pensar que las ondas de luz son como las ondas de sonido, aunque haya una “velocidad de la luz”.

O para decirlo de otra manera, la velocidad de la luz es la “referencia universal” en el espacio de 4 dimensiones, y el espacio tiene 4 dimensiones porque siempre se necesita “una dimensión extra” para “unir” y “limitar” otras dimensiones.

“Límites” y “límites” son términos matemáticos que nos permiten hacer dos cosas. Nos permiten “identificar” dónde alguna “cosa” comienza y termina, y muestran “conectividad” entre dos cosas a las que les damos “identidades” separadas.

En otras palabras, el universo tiene que tener al menos 4 dimensiones porque no hay centro en tres dimensiones, y como el universo existe, la explicación más simple es que tiene 4 dimensiones donde el centro es el “big bang” en el tiempo.

La mayoría de las personas familiarizadas con la mitología de la “creación” pueden entender el “big bang”, aunque primero debería explicarlo, es solo porque los físicos intentan mantener las cosas “simples” y “elegantes” que no asumimos simplemente “más de 4 dimensiones “,

y con las matemáticas como la “teoría del caos” es la única forma en que podemos mantener las cosas razonablemente “elegantes” y “simples” de lo que estamos absolutamente convencidos, en lo que respecta a las “teorías del big bang” generalmente aceptadas, es que solo pueden existir si el universo es fundamentalmente “aleatorio”. Dios juega a los dados.

En otras palabras, Dios es el Caos.

E incluso aquí, tanto Dios / Caos como Hombre engañan a “jugar a los dados”.

Dios / Caos engaña al ser la excepción, la regla de que todo tiene una “razón”. Y el hombre engaña al suponer que el universo es “elegante” y “simple” en la medida en que tiene que inventar cosas como “materia oscura” para equilibrar las ecuaciones matemáticas.

Tenga en cuenta que las matemáticas aún permiten aún más “dimensiones” posibles, por el mismo tipo de razonamiento de “límites” y “límites”. En caso de que te estés preguntando de qué se tratan la “teoría de cuerdas” y las “branas”.

Pero volvamos al tema de la relatividad.

La segunda parte de la relatividad tiene que ver con las consecuencias de que “la velocidad de la luz” sea la constante universal.

Esto tiene muchas consecuencias, relacionadas con la “energía”, porque definimos “energía cinética” como la energía del movimiento en el espacio, y porque en física clásica ya sabemos que otras “formas de energía” se correlacionan con la cinética.

1. Ninguna nave espacial puede “ir más rápido” que la velocidad de la luz, porque se necesitaría MÁS que una cantidad infinita de energía para llegar a esa velocidad.
2. Ninguna nave espacial puede “ir tan rápido” como la velocidad de la luz, porque solo las “partículas” sin ninguna masa pueden ir a esa velocidad.
3. Masa y energía están relacionadas. Si tuviéramos que entrar en una nave espacial y entrar “dentro” de un agujero negro, nuestra masa se convertiría completamente en energía.
4. El universo de 4 dimensiones no es infinito (incluso si se está expandiendo), de lo contrario el cielo sería blanco, no negro.
5. El universo de 4 dimensiones se está expandiendo, porque las estrellas están cambiando de color rojo.
6. El universo morirá, tarde o temprano, ya sea por un Big Freeze o por un Big Crunch.

Y hay otras consecuencias, una vez que aceptamos que la relatividad no explica todo.

1. Los “agujeros negros” tienen que existir, como la violación de estas reglas en el espacio de 4 dimensiones.
2. El “Big Bang” tiene que existir, ya que la violación de estas reglas antes de que existiera el espacio 4-dimensional.

Entonces, si todavía está un poco inseguro al final de esto, tenga en cuenta que incluso los físicos de hoy todavía tienen problemas para entenderlo todo.

Lo esencial es que la relatividad es algo obvio, que nos permite a ambos “creer” en un Dios / Caos que inicialmente crea y finalmente destruye todo

a pesar de que no podemos observar un “centro”

pero aún así nos permite aceptar que nunca veremos un “centro” definitivo.

Piensa en los cinco ciegos y el elefante. Cada uno tiene su propia visión de lo que es un elefante.

La relatividad es incluso cuando se consultan entre sí, todavía no ven “todo”.

Para mí, el aspecto más importante de “La teoría de la relatividad” es que muestra que el tiempo no es algo independiente.

El tiempo está en la sustancia de la masa y el espacio como el calor está en la sustancia del vapor y el agua. En esencia, esta es la gran idea de Albert Einstein: que el tiempo no es algo que se mueve de forma independiente y constante, contrario a toda intuición, sino que se estira, se dobla y se distorsiona por la masa, la gravedad, la aceleración y la velocidad. Todas estas cosas son “plásticas” y pueden transmutarse de una a otra. Por ejemplo, a medida que se aplica más y más energía a la aceleración de un objeto, su velocidad aumenta y esa energía se convierte en masa.

El tiempo está ligado al “tejido del espacio” en lo que llamamos “espacio-tiempo” (espacio * tiempo). ¡Esto literalmente significa que cualquier volumen de las 3 dimensiones (Altura, Ancho, Profundidad) del Espacio, junto con el Tiempo, se mantienen unidos por la energía que constituye su existencia! Incluso en el vacío más duro del Espacio * Tiempo más profundo, un centímetro cúbico de espacio “vacío” contiene una enorme cantidad de energía que lo mantiene en existencia.

Me gusta usar esta analogía para ayudarme a comprender los conceptos de Espacio * Tiempo:

El tiempo está ligado al “tejido del espacio” como el calor está ligado a la naturaleza de las sustancias que llamamos hielo / agua / vapor.

Prueba este experimento mental:

Agua = (Hielo * Calor)

Vapor = Agua * Calor

Vapor = (Hielo * Calor) * Calor;

Vapor = Hielo * Calor ^ 2;

Agua, vapor y hielo son todos el mismo H2O, solo que con diferente contenido de energía.

VelocityOfLight = Distancia / Tiempo;

Energía = Masa * VelocityOfLight ^ 2;

Energía = Masa * Distancia ^ 2 / Tiempo ^ 2;

La mayoría de los neófitos en física no entenderán esto a primera vista. Hay que contemplar esto profundamente.

Sé que esto no es una analogía exacta, pero puede ser un buen comienzo.

De acuerdo, la forma en que un idiota entiende la “teoría de la relatividad” . xD

Suponga que está estudiando en una clase compuesta solo por dos estudiantes, usted y un niño.

Se realizó un examen de 100 puntos.

Obtuviste un puntaje de 60/100 y él, 80/100 y tus padres te regañaron, porque tu resultado fue un poco malo en comparación con el otro chico.

Nota: a) Tus padres podrían hacer la comparación porque había alguien presente, que dio el examen en una condición similar a la tuya, en otras palabras, porque existía otro marco de observación .

b) Si hubiera obtenido 40/100, sus calificaciones se habrían considerado mejores (aquí mejor, ya que solo hay dos candidatos).

¡Esto es solo un ejemplo!

Algunas instancias prácticas: –

• a) No podrá juzgar si un tren se está moviendo o no (sentado dentro) a menos que vea que el exterior se mueve hacia adelante o hacia atrás.

b) Si está dentro de cualquiera de los dos trenes, moviéndose en vías paralelas en la misma dirección, aparentemente parecerá que el tren está parado, porque la velocidad relativa es cero.

Gracias. 🙂

Supongo que está más interesado en las paradojas de SR. GR tiene que ver con la gravedad: la relatividad especial se ocupa de la dilatación del tiempo. No se sienta mal si no tiene sentido: Lorentz descubrió las mismas transformaciones antes que Einstein, y no compró la interpretación de Einstein. Lo que se verifica es que dos relojes sincronizados en el mismo cuadro se ejecutarán a diferentes velocidades cuando uno se pone en movimiento uniforme wrt al otro. Esto ha sido verificado miles de veces. La parte que es difícil de aceptar es que después de que un reloj se pone en movimiento junto con el otro, cada reloj parece funcionar lentamente cuando un observador en el otro cuadro lo juzga. ¿Es esto real o ilusorio? Antes de permitir que alguien te convenza de usar SR, es real, intenta encontrar un experimento que verifique el enigma. He estado buscando durante muchos años y aún no he encontrado uno. El dilema surge porque Einstein creía que todos los marcos de inercia eran iguales, un resultado que parece lógico ya que es imposible detectar los movimientos del espacio hacia el espacio, ¿o no?

Los relojes funcionan lentamente en un potencial ‘g’, en proporción a la energía cinética requerida para escapar del campo … plantea la pregunta de si la dilatación del tiempo medido entre relojes relativamente en movimiento es simplemente el resultado del cambio de energía. Un muy buen libro para comenzar es la “física conceptual” de Paul Hewett. Es un nivel de libro ilustrado casi sin ecuaciones.

Construya una cadena Sine Gordon y observe cómo los pliegues exhiben una contracción de longitud si se mueven a una velocidad cercana a la velocidad de las ondas de pequeña amplitud. Y cómo los respiradores en movimiento oscilan más lentamente si se mueven.

Este es un modelo para un éter de Lorentz en una dimensión, una interpretación no tan conocida de la teoría de la relatividad especial.

Según tengo entendido, a veces se usa mientras se enseña Teoría de la Relatividad Especial, ya que es más fácil de entender para algunos estudiantes (¿Te gusta?).

Puede leer el artículo de Atilla Gürel y Zeynep Gürel “En la ruta lorentziana a la relatividad” [1107.4748] En la ruta lorentziana a la relatividad. Discuten los problemas de los estudiantes para comprender la relatividad en detalle y proponen enfoques alternativos para enseñarla.

Puede leer “Teoría elemental de la relatividad – Celosía – Éter – Simetría” Helmut Günther ISBN 978-3-8265-7104-6. Aquí la relatividad se enseña utilizando un enfoque totalmente diferente (algo similar a lo que proponen A. Gürel y Z. Gürel).

Como ambas interpretaciones son matemáticamente equivalentes (ver Wikipedia: teoría del éter de Lorentz – Wikipedia), puede usar la interpretación que sea mejor para usted.

Lo sé porque hice un proyecto de estudiante sobre solitones. Y mientras leía libros sobre la ecuación de Sine Gordon, aprendí que las soluciones de esta ecuación son invariantes de Lorentz.

Eliminar todos los detalles ‘la teoría de la relatividad’ es el resultado de exigir que todos los observadores de fenómenos físicos sean iguales, de esto se deduce que quedarse quieto o moverse a una velocidad fija no debería cambiar nada (experimento de bricolaje: si cierra su ojos en un vuelo suave de avión, no sabes que te estás moviendo).

Análogamente, la atracción por gravedad o sentarse en un cohete acelerador en el espacio vacío es lo mismo, se siente una fuerza constante (o la caída libre se siente igual que no tener ninguna fuerza en el espacio vacío. (El experimento de bricolaje podría ser durante el puenting, menos No se recomiendan alternativas saludables.)

Además, propone que todos los modelos físicos estén sujetos a las mismas leyes de simetría, en particular las de la mecánica y el electromagnetismo. Physiscs debe ser consistente. En la teoría del electromagnetismo de Maxwell hay una velocidad máxima llamada velocidad de la luz, por lo tanto, eso también debería ser válido para la mecánica. Las ecuaciones de transformación de Lorentz se derivaron por primera vez para la luz y el electromagnetismo (por un tipo llamado Lorentz), Einstein las conectó en mecánica => relatividad especial.

Entonces, para los idiotas absolutos (por cierto, no existen) la teoría de la relatividad está aplicando el principio democrático de igualdad a todo el universo, el resto solo está usando las matemáticas y el pensamiento lógico.

¿Por qué te dirías eso a ti mismo? Nadie es así.

Bueno, tenemos a este compañero de clase en la universidad, sí, en la universidad, era un tipo silencioso, y rara vez habla, pero cuando lo hace, a menudo se le atora la lengua, siempre se le sale el habla entrecortada, especialmente cuando se le pide que responda. Inglés, una pregunta lanzada por el profesor.

Es … el … el … el xxx en el …, eso … lo hace … – aaaa. Y, y … es todo.

En relación con la mayoría de nosotros en la clase, su nivel de dominio del inglés es el de un alumno de tercer grado.

Pero ten en cuenta que este tipo siempre me haría sentir tonto, porque sabía cómo tocar varios instrumentos musicales, como trompeta, clarinete, saxofón, fagot y algunos otros instrumentos que no lo vi tocar, al menos, pero algunos de mis amigos dice que realmente puede.

Yo, en relación con él , soy un idiota en el campo musical, porque todo lo que sé de música es escucharla, pero para él, él puede tocarla, puede leer notas musicales, lo que ni siquiera entiendo. Es un chico musicalmente inteligente.

Entonces, la relatividad es así, la intensidad de una cosa es percibida de manera diferente por diferentes observadores que se encuentran en una perspectiva diferente. Por lo tanto, una cosa que se observa se define por la percepción relativa al observador, que podría no ser fiel a la cosa que se está observando.

Más concretamente, digamos que está conduciendo un automóvil a 60 mph en medio de una carretera del desierto. Miras el interior del automóvil en el que no se aleja de ti, pero cuando miras la carretera frente a ti, ves a un amigo a un lado de la carretera trotando hacia ti para engancharte, y tú piensas que él fue un corredor realmente rápido. Pero cuando sales del auto y te encuentras con este amigo tuyo, él dijo ‘ wow, eras realmente rápido, amigo, más despacio’.

Entonces dejas que tu amigo entre en el auto y luego golpeas el acelerador haciendo que la aguja del velocímetro casi salga del dial. Y luego, tu amigo vio una gran roca en el medio del postre a unas 10 millas de tu auto. Él dijo ‘ wow, estás viajando a 200 pero aún no hemos pasado esa roca’.

Por último, Albert Einstein dijo:

Cuando estás cortejando a una chica agradable, una hora parece un segundo, cuando estás sentado en una ceniza al rojo vivo, un segundo parece una hora. Eso es relatividad.

Espero que esto ayude.

El principio de la relatividad fue formalizado por primera vez por Galileo. Se trata de situaciones relativamente sencillas (sin juego de palabras) de dos o más objetos en movimiento uno con respecto al otro, como el paso de dos barcos, y se supone que todos los observadores en los marcos de referencia de esos objetos están de acuerdo con la velocidad de paso de tiempo. Es perfectamente suficiente si esos objetos viajan a velocidades insignificantes en comparación con la velocidad de la luz. Sin embargo, a fines del siglo XIX, los nuevos descubrimientos en física, como el desarrollo de la teoría electromagnética integral y la incapacidad de detectar un medio universal a través del cual viaja la luz, insinuaron que algo no estaba del todo bien con este principio.

Para ser coherente con estos nuevos descubrimientos y desarrollos, era necesario realizar algunos cambios en el principio de la relatividad. Estos principios son la forma más simple que conozco para explicar la relatividad sin entrar en grandes detalles físicos sobre una situación específica o profundizar en los detalles matemáticos de la teoría. De ninguna manera es exhaustivo, pero contiene todos los principios físicos necesarios para presentar los detalles y las consecuencias de la teoría cuando se combina con la física clásica.

A. Todos los marcos de referencia inerciales son igualmente válidos. En otras palabras, alguien sentado en un tren que se mueve a una velocidad constante sobre el suelo está tan justificado para decir que está en reposo como alguien que está parado al lado de la vía viendo pasar el tren.

B. La velocidad de la luz, no el paso del tiempo, es constante para todos los observadores. El observador en el tren y el que está parado al lado del tren estarán de acuerdo en la velocidad de la luz, pero no estarán de acuerdo con la velocidad relativa entre la luz y el tren, así como también entre la luz y el observador en el suelo.

C. Hay cuatro dimensiones, tres de espacio y una de tiempo.

A partir de estos postulados y principios, se pueden deducir las consecuencias de la relatividad especial, como la contracción de la longitud, la dilatación del tiempo, el momento cuatro y la equivalencia entre masa y energía.

Permítanme tratar de explicar la parte más básica de la teoría especial de la relatividad según mi entendimiento.

La teoría de la relatividad se basa en el hecho de que la velocidad de la luz es constante independientemente de cualquier marco de referencia (Gracias a Maxwell). Es decir, si viaja en un tren y enciende una antorcha, la velocidad de la luz permanecerá constante tanto para usted como para la persona que se encuentra en la plataforma. Ahora pensemos en la distancia recorrida por la luz según los dos observadores. Es obvio que ambos observadores no estarán de acuerdo en la distancia. Como la velocidad es distancia / tiempo, para estar de acuerdo con la velocidad de la luz, ambos observadores deberán ignorar el concepto de tiempo absoluto. es decir, cada observador tendrá su propia medida de tiempo.

La teoría especial de la gravedad publicada en 1905 era incompatible con la teoría de la gravedad de Newton existente, por lo que a Einstein se le ocurrió otra teoría revolucionaria llamada Teoría general de la relatividad en 1915 que explica la gravedad como una curvatura en el espacio-tiempo.

Referencia: Una breve historia del tiempo por Stephen Hawking

Suponga que está en un vagón de tren hermético que se mueve suavemente en línea recta. ¿Puedes decir si el tren se mueve y en qué dirección? Resulta que la respuesta es no, porque todo dentro del automóvil se comporta exactamente de la misma manera, ya sea que el tren se mueva o no. (Suponiendo pistas perfectamente planas y rectas, por supuesto).
Eso nos dice que, en términos generales, no hay un “marco de referencia preferido”. Aquí en la Tierra hay un marco de referencia “un poco preferido” donde la Tierra misma es estacionaria, pero, cuando dos naves espaciales se cruzan en el espacio exterior, es imposible decir que una de ellas es “realmente” estacionaria y la otra es en movimiento, y no al revés.
Hasta ahora todo es intuitivo (y lo han descubierto personas como Galileo y Newton en el siglo XVII), pero hay un pequeño inconveniente. Sabemos que la velocidad de la luz no es infinita. ¿Qué tiene eso que ver con esto? Importa porque parece que debería darnos una manera de encontrar el marco preferido (para decidir qué nave espacial es estacionaria). Uno podría pensar ingenuamente que la luz es como ondas que viajan en algún tipo de medio invisible (el éter). Si ese es el caso, podría hablar de manera significativa acerca de “la nave espacial estacionaria en relación con el éter”, ya que podría medir la velocidad de la luz en varias direcciones, y aparecería de la misma manera solo si está estacionaria en relación con el éter. Entonces, la gente hizo ese tipo de mediciones seis maneras hasta el domingo y demostró de manera convincente que, de hecho, no es así como funcionan las cosas, y se obtiene exactamente la misma velocidad de la luz en todas las direcciones, independientemente de si se está moviendo. Lo cual no tiene absolutamente ningún sentido.
Pero hay una explicación que le permite no tener un marco de referencia preferido y una velocidad de luz finita fija.
En nuestra imagen intuitiva del mundo, permitimos que no haya una posición absoluta: si agito mi mano, espero un poco y luego agito mi mano nuevamente, no es posible decir que ambas olas ocurrieron en el “mismo” lugar de espacio, precisamente porque pueden parecer estar en el mismo lugar para algunos observadores, pero no para otros. Si hago esto mientras conduzco, se vería como el mismo lugar para un pasajero de mi automóvil, pero como dos lugares muy diferentes para una persona parada en el arcén de la carretera.
Pero aún asumimos que hay tiempo absoluto. Parece evidente que uno podría asignar un valor de tiempo a cada punto del espacio-tiempo y decir cosas como “hoy a las 4 pm GMT hubo un terremoto en Alpha Centauri”. (Esto se conoce como “cosmovisión galileana”).
La teoría de la relatividad va un paso más allá y dice que no, tampoco existe el tiempo absoluto. Simplemente nos parece absoluto, porque las desviaciones que podríamos encontrar sin salir de la superficie del planeta y / o encontrar formas de viajar a miles de millas por segundo son tan minúsculas que necesita un equipo sofisticado para medirlas. Si tomamos un par de eventos distantes, por ejemplo, un terremoto en Alpha Centauri y Big Ben chiming 4 en Londres, que aparecen simultáneamente a un observador que está parado al lado del Big Ben, un observador en Alpha Centauri (que se mueve en algo así como 20 km / s en relación con la Tierra) vería los mismos dos eventos claramente separados en el tiempo (por unas pocas horas).
En la ingenua cosmovisión galileana, dado un evento en el espacio-tiempo (por ejemplo, el Big Ben chiming 4 hoy), hay un conjunto tridimensional de puntos que llamamos “simultáneo” con ese evento. Es lo mismo para todos los observadores.
En la cosmovisión de Einstein, este conjunto varía según la velocidad del observador.
Una vez que abandonamos el “tiempo absoluto”, es relativamente sencillo resolver las matemáticas y encontrar la fórmula que asigne el tiempo percibido de un observador al de otro, lo que resulta en una velocidad de luz constante para todos.

Sin ecuaciones matemáticas, sin jerga. Solo mantén a un lado el sentido común por un minuto y piensa lógicamente. Y tenga en cuenta que todo es relativo a otro.

De pie sobre una plataforma de ferrocarril, puede dejar caer una piedra de tal manera que golpee su pie izquierdo. Si repite el mismo experimento en un tren que se mueve suavemente con una velocidad uniforme, la piedra golpeará nuevamente contra su pie izquierdo.

No se puede distinguir entre dos cuadros iniciales repitiendo el mismo experimento en los dos cuadros. Ningún experimento realizado dentro del tren puede determinar si el tren se está moviendo a 140 km / h con respecto también a la plataforma, siempre que no haya sacudidas, el tren no acelere o disminuya la velocidad y no se doble.

Este es el principio de la teoría de la relatividad. No hay un marco inicial preferido. Todos los marcos son equivalentes. El movimiento entre dos cuadros es relativo: puede elegir cualquiera de los cuadros y llamarlo reposo y el otro en movimiento.

La teoría de la relatividad se utiliza para explicar las observaciones desde diferentes perspectivas.

Entre los tres artículos que había publicado de extraordinaria importancia, uno era la teoría especial de la relatividad . El adjetivo especial significa que la teoría trata solo con marcos de referencia inerciales.

En particular, Einstein demostró que el espacio y el tiempo están enredados; es decir, el tiempo entre dos eventos depende de qué tan separados se produzcan, y viceversa. Además, el enredo es diferente para los observadores que se mueven uno con respecto al otro.

Ahora, los ingenieros y científicos dan por sentado porque su experiencia con la relatividad especial ha reestructurado su sentido común. Por ejemplo, cualquier ingeniero involucrado con el Sistema de Posicionamiento Global de los satélites NAVSTAR debe usar rutinariamente la relatividad (tanto la relatividad especial como la relatividad general) para determinar la velocidad a la que pasa el tiempo en los satélites porque esa velocidad difiere de la velocidad en la superficie de la Tierra. Si los ingenieros no tomaran en cuenta la relatividad, el GPS se volvería casi inútil en menos de un día.

La teoría especial de la relatividad ha realizado cambios de gran alcance en nuestra comprensión de la naturaleza, pero Einstein la basó en solo dos simples postulados.

• Uno afirma que las leyes de la física son las mismas en todos los marcos de referencia inerciales; el otro afirma que:
• La velocidad de la luz en el vacío es la misma en todos los marcos inerciales.

La teoría de la relatividad no es solo para idiotas ‘absolutos’, sino también para idiotas ‘relativos’. La teoría de la relatividad es para todo tipo de idiotas, bajos y altos, gordos y flacos, tontos y más tontos. Tienes que ser un individuo bastante ingenuo para creer en la relatividad.

En pocas palabras, la relatividad afirma que el espacio y el tiempo son objetos físicos. ¡Eso es! Ahora también eres un experto en relatividad. El principio central de la relatividad es que el espacio es un objeto físico que se fusionó con un objeto físico que los relativistas llaman al tiempo para formar un objeto físico inimaginable de cuatro dimensiones llamado espacio-tiempo …

“Un evento es algo que sucede en un punto particular en el espacio y en un momento particular. Entonces, uno puede especificarlo por cuatro números o coordenadas … En la relatividad, no hay una distinción real entre las coordenadas de espacio y tiempo … A menudo es útil pensar en las cuatro coordenadas de un evento como especificando su posición en un espacio de cuatro dimensiones llamado tiempo espacial. Es imposible imaginar un espacio de cuatro dimensiones. “ S. Hawking, Una breve historia del tiempo , cap. 2

En Relatividad, la gravedad es la deformación de esta entidad …

“La gravedad no es una fuerza como otras fuerzas, sino que es una consecuencia del hecho de que el espacio-tiempo no es plano, como se había supuesto anteriormente: está curvado o” deformado “por la distribución de masa y energía en él” S. Hawking, Una breve historia del tiempo , cap. 2

Ahora ha recibido su Licenciatura en Relatividad. Ahora eres un experto en la Religión de la Relatividad General.

Y ahora tienes los requisitos previos para pasar a los agujeros negros y la materia oscura …

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No existe un agujero negro, Science 345 (2016)

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