¿Que es el tiempo? ¿La gravedad realmente ralentiza el tiempo?

Desde el punto de vista del sentimiento, el tiempo tiene una flecha del pasado al futuro. Esta actitud es consistente con la mecánica clásica y la termodinámica, pero no es compatible con la relatividad y la mecánica cuántica. Aquí tengamos una discusión detallada sobre la naturaleza física del tiempo. El resultado es una herramienta precisa que puede permitirnos responder a muchos problemas sobre el tiempo y el tiempo rápido, lento y espacial.

El tiempo es uno de los conceptos más complejos que generalmente la mente humana ha estado preocupada por él. Los científicos y filósofos han luchado por identificar y explicar la naturaleza del tiempo. Sin embargo, todavía no hay una definición para la definición física del tiempo, y todavía es solo una cantidad científica indefinida . “Sería bueno si pudiéramos encontrar una buena definición del tiempo”. Richard Feynman dijo. Con ingenuidad sobre el tiempo, el tiempo pasa del pasado al futuro que desde toda la eternidad duraría para siempre. Esta es exactamente la forma simplificada del tiempo absoluto de La física newtoniana. Aunque, la naturaleza del tiempo estaba destinada, pero ¿realmente tenemos algo para el tiempo, excepto el reloj y su tiempo?

Termodinámica y tiempo

Desde el punto de vista de la termodinámica sub cuántica, cualquier sistema con potencia inherente P funciona en el entorno físico, por lo que su contenido de energía no es constante. Por lo tanto, desde el punto de vista termodinámico, todos los sistemas experimentan el paso del tiempo. Entonces, es aceptable que mediante la percepción termodinámica del tiempo, el tiempo termodinámico esté orientado y del pasado al futuro.

Relatividad y tiempo

En relatividad general, un reloj en un campo gravitacional corre lento en comparación con un reloj que no está en un campo gravitacional. Además, cuanto más fuerte es el campo gravitacional, más lento corre el reloj. La relatividad general (como la relatividad especial) solo habla de la desaceleración de los relojes.

Esencialmente, en relatividad, no se discute sobre la naturaleza física del tiempo. Se propuso una discusión sobre la naturaleza del tiempo después de la filosofía en la mecánica cuántica.

Mecánica cuántica y tiempo

En mecánica cuántica, la cantidad de tiempo se propone en un estilo más fundamental. Por ejemplo, en el modelo estándar, un fotón que se mueve con una velocidad constante del límite c, no experimenta el “paso del tiempo”.

Además, algunas teorías basadas en la mecánica cuántica no aceptan la existencia del tiempo en escalas cuánticas.

Entonces surge esta pregunta: ¿cuáles son las propiedades de una partícula que podría ser realmente una partícula fundamental? En la teoría CPH, una partícula fundamental es una partícula que no se descompone bajo ninguna condición o no es convertible en otras partículas. Tal partícula debe ser una masa constante (energía), por lo tanto, el valor de la velocidad no debe cambiar.

Según esta definición de partículas fundamentales, que presenta el modelo estándar, las partículas no son fundamentales, porque sus masas no son constantes y son convertibles en energía. Por ejemplo, el electrón y el positrón se absorben entre sí y se convierten en energía. Este fenómeno es válido para otras partículas fundamentales en el modelo estándar, incluso para el fotón, porque el fotón de energía es variable (por ejemplo, en el campo gravitacional y el efecto Compton)) y en la producción de pares, un fotón de alta energía se convierte en positrón de electrones. Del mismo modo, se puede demostrar que incluso el fotón experimenta el paso del tiempo. De hecho, una partícula fundamental no debe experimentar el paso del tiempo, y todas las demás partículas están hechas de ella, incluso campos cuánticos.

Energía sub cuántica y tiempo

Mecánica cuántica y la relatividad funcionan en escalas cuánticas y altas velocidades cercanas a la velocidad de la luz, pero no pueden explicar más allá de eso. Los problemas de la física moderna se deben a esta razón por la cual estas teorías se han detenido en el límite entre la velocidad de la luz y más rápido que la luz y también en escalas cuánticas. Si queremos analizar el efecto de la gravedad en el tiempo, debemos ver la gravedad de lo que se forma. Y también cuál es la relación entre la gravedad y el fotón, porque en el fotón cuántico no experimenta el “paso del tiempo”.

En mecánica cuántica, el concepto de una partícula puntual se complica por el principio de incertidumbre de Heisenberg, porque incluso una partícula elemental, sin estructura interna, ocupa un volumen distinto de cero. De acuerdo con la mecánica cuántica de que el fotón y el electrón son partículas no estructuradas, no podemos responder las preguntas sin respuesta.

Hay muchos artículos que muestran que el fotón tiene un límite superior de masa y carga eléctrica, que son consistentes con las observaciones experimentales. Las teorías y experimentos no se han limitado a fotones y también se incluirán gravitones. Para la gravedad ha habido debates vigorosos sobre incluso el concepto de masa de reposo de gravitones.

En las últimas décadas, se discute la estructura del fotón y los físicos están estudiando la estructura del fotón. Alguna evidencia muestra que el fotón consiste en cargas positivas y negativas. Además, un nuevo experimento muestra que la probabilidad de absorción en cada momento depende de la forma del fotón, también los fotones tienen unos 4 metros de largo, lo que es incompatible con el concepto no estructurado.

Para estudiar y comprender la estructura del fotón, necesitamos describir la relación entre la frecuencia y la energía del fotón. El cambio de frecuencia del fotón en el campo gravitacional ha sido demostrado por el experimento Pound-Rebka. Cuando el fotón cae una distancia igual y hacia la tierra, de acuerdo con la ley de conservación de la energía tenemos:

Cargas de color y color magnético

Un fotón con la energía más baja posible también transporta campos eléctricos y magnéticos. Por lo tanto, las características de los gravitones ingresados ​​en la estructura del fotón deben comportarse de una manera que, junto con la explicación de la energía del fotón, describa el aumento en la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos. En otras palabras, algunos de estos gravitones causan un aumento del campo eléctrico del fotón y otros gravitones aumentan la intensidad de los campos magnéticos. Además, no solo un fotón en el nivel más bajo de su energía está formado por algunos de los gravitones, sino que también sus miembros formados tienen propiedades eléctricas y magnéticas que se llaman carga de color y color magnético en la teoría CPH. El siguiente paso es especificar las cargas de color y los colores magnéticos en los que se obtiene prestando atención al menos al cambio en la energía del fotón en un campo gravitacional mientras se mueve hacia el cambio de gravedad azul.

Al producir campos eléctricos positivos y negativos, se forman dos campos magnéticos alrededor de los campos eléctricos que se forman. Por lo tanto, se harán dos grupos de colores magnéticos. Entonces la matriz CPH se define de la siguiente manera:

La matriz CPH muestra la energía de menor magnitud de un fotón.

Energía Sub-Cuántica (SQE)

Utilizamos la matriz CPH para definir energías sub cuánticas positivas y negativas de la siguiente manera: la primera columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica positiva y la segunda columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica negativa, entonces;

La cantidad de velocidad y energía de las energías sub cuánticas positivas y negativas son iguales, y la diferencia entre ellas solo está en el signo de sus cargas de color y dirección de flujo de color magnético.

Fotones virtuales

Hay dos tipos de fotones virtuales, fotones virtuales positivos y negativos que se definen de la siguiente manera:

Un fotón real está formado por un fotón virtual positivo y un fotón virtual negativo:

Allí, n y k son números naturales. Hasta ahora, la producción de energía electromagnética (fotones) se describió mediante el uso del desplazamiento azul gravitacional, en fenómenos inversos, los fotones se descomponen en fotones virtuales negativos y positivos. En el desplazamiento al rojo, los fotones virtuales también se descomponen en energías sub cuánticas positivas y negativas ( SQE s), y las energías sub cuánticas (SQE) también se descomponen en cargas de color y colores magnéticos. Las cargas de color y los colores magnéticos se separan, pierden su efecto entre sí y se convierten en gravitones. Además, existe una relación entre el número de SQEs en la estructura del fotón y la energía (también frecuencia) del fotón.

Entonces, los fotones son una combinación de fotones virtuales positivos y negativos. El fotón es un dipolo eléctrico muy débil que es consistente con la experiencia y se afirman estos artículos. Además, esta propiedad del fotón (dipolo eléctrico muy débil) puede describir la energía de absorción y emisión por partículas cargadas.

Principio de Graviton

Graviton es la unidad de energía más minúscula con masa constante m (G) que se mueve con una magnitud constante de velocidad V (G) de modo que V (G)> c, en todos los marcos de referencia inerciales. Cualquier interacción entre el gravitón y otras partículas existentes representa un momento de inercia I donde la magnitud de V (G) permanece constante y nunca cambia. Por lo tanto;

Basado en el principio de gravitón, la velocidad total de la velocidad de transmisión y la no transmisión de gravitón es constante. Además, la energía de transmisión total y la no transmisión de gravitón es constante, de modo que:

Como la masa y la velocidad del gravitón son constantes, su energía permanece constante y solo su energía de transmisión cambia a energía de no transmisión y viceversa. Los gravitones se combinan entre sí y producen grandes cantidades de cuantos de energía, y la energía se convierte en materia y antimateria. De hecho, todo se ha formado de gravitón. Este enfoque del gravitón nos ayuda a describir el vacío cuántico y generalizar las ecuaciones de Maxwell desde el electromagnetismo hasta el campo gravitacional.

Principio de energía sub-cuántica

Un SQE es una energía muy pequeña con masa NRP (partícula en condición de reposo) m (SQE) que se mueve con velocidad V (SQE)> c en relación con el marco de referencia inercial y en cada interacción entre SQE s con otras partículas o campos, la velocidad el valor de SQE permanece constante; como en cada condición física que tenemos;

El principio SQE muestra que, en cada condición, la masa, la energía y la cantidad de velocidad de SQE permanecen constantes, y solo la velocidad de transmisión V (SQET) y la energía

de SQE se convierten a su velocidad de no transmisión V (SQES) y energía E (SQES), y viceversa. Entonces tenemos;

Velocidad de la luz

De acuerdo con el principio de Relatividad Especial, la velocidad de la luz en el vacío es constante e igual a c para todos los observadores de inercia, y es independiente de la fuente de luz. ¿Cómo podemos concluir este principio utilizando el principio de energía sub cuántica? Primero, de acuerdo con el principio de SQE (que también es el resultado del principio de gravitón), la cantidad de velocidad lineal de SQE depende de la interacción entre SQE y las otras partículas (o campos) en el medio. Entonces, en el vacío, el fotón (luz) no tiene interacción con otras partículas o campos fuera de la estructura del fotón (suponga que el efecto gravitacional del vacío es insignificante), por lo tanto, la velocidad lineal de los SQE en la estructura de los fotones es constante y igual a v (SQE) = c. Además, la velocidad lineal de los fotones virtuales en el vacío es la misma cantidad de c . En general, muestremos la velocidad de los fotones como v (luz), cambia de un entorno a otro que en un vacío es c , significa que la velocidad de la luz en el vacío también es v (luz) = c. Así que eso:

Por lo tanto, la velocidad lineal del fotón depende de las condiciones ambientales. Igual que los gravitones y la energía sub cuántica, pero la cantidad total de velocidad de transmisión y velocidad de no transmisión del fotón es constante y es igual a v (luz), al cambiar las condiciones ambientales, como el fotón entra al agua, una parte de su velocidad lineal se convierte en velocidad no lineal y en este caso tenemos v (luz)

Como muestra el principio de la energía sub cuántica, la velocidad de transmisión total y la velocidad de no transmisión de SQE es siempre constante en relación con el marco de referencia inercial y es una propiedad intrínseca de la naturaleza, que también se ve afectada por el principio de gravitón, porque SQE de se hacen gravitones. Entonces, la cantidad de velocidad de transmisión (en este caso, velocidad lineal) de SQE es independiente de la fuente de luz del emisor.

Sin embargo, realidades físicas como la energía del vacío y los fotones virtuales indican que la velocidad de la luz y las partículas observables no es el fin de los espacios físicos. En este texto escrito, se investigaron y analizaron tres espacios físicos:

1- espacio-tiempo real; todo se mueve con velocidad v

2- espacio-tiempo virtual; también se llama energía sub cuántica (SQE). Cada partícula, como la partícula virtual, es explicable en el espacio-tiempo virtual. El tiempo es una ilusión para todo lo que existe en el espacio-tiempo virtual.

3- espacio no obvio; todo como el gravitón no es directamente (también indirectamente) detectable en un espacio no obvio. Pero, su existencia y propiedades se pueden encontrar de sus efectos. El tiempo no existe en el espacio no obvio.

Fórmula de Minkowski y tiempo físico

Nuestras observaciones y experiencias físicas son limitantes del universo visible o de las leyes del espacio-tiempo. Porque el ser humano y sus herramientas están formados por el ser del espacio-tiempo y obedecen las leyes del espacio-tiempo. Ahora centrémonos en la velocidad y el impulso de los fotones reales y virtuales, y usemos un intervalo similar al de la luz dado por;

Las líneas mundiales de partículas virtuales relativas a un observador inercial en el marco (x, y, z, t) (argumentando no directamente) en el espacio-tiempo de Minkowski se pueden escribir de la siguiente manera:

La línea mundial de fotones es el límite del espacio-tiempo real, la línea mundial de otras partículas como el electrón que se mueve con velocidad v

La línea mundial de otro ser físico, como el fotón virtual y el gravitón, está fuera del espacio-tiempo real. Cuando la velocidad de transmisión de SQE, V (SQE) = c, las partículas virtuales aparecen en el espacio-tiempo real, es detectable indirectamente (en la estructura del fotón). Cuando V (SQE)

Cada ser físico visible (detectable) se descompone, también todas las partículas virtuales también se descomponen. Pero el gravitón no se descompone, en otras palabras; el tiempo no pasa de gravitón; La razón es que el gravitón no se descompone en otro ser físico. Si el gravitón no experimenta el “paso del tiempo”, entonces, ¿qué significa el parámetro t en la ecuación del espacio no obvio? Esta ecuación es una suposición, para un observador inercial en el espacio-tiempo real. Lo anterior no es la única opción, se discute el imaginario de la fórmula de Minkowski. Si un gravitón escribe su ecuación de línea mundial, tal vez sea lo siguiente:

La vida de Graviton es independiente del tiempo. Existe y se mueve en un espacio imaginario que para el ser humano no es concebible. Graviton transporta información y se mueve mucho más rápido que la velocidad de la luz. Según cargas de color y color magnético.

La relatividad (tanto SR como GR) está relacionada con los marcos de referencia, significa que la relatividad está hablando de lo que sucede en los marcos de referencia. En otras palabras, la relatividad explica lo que observan los observadores. En SR, las leyes de la física y la velocidad de la luz en el vacío son las mismas en todos los marcos de referencia inerciales.

“La relatividad especial muestra que el tiempo se ralentiza para cualquier cosa en movimiento, incluidas las personas. Cuanto más rápido vamos, más se ve afectado el tiempo”.

¿Por qué “el tiempo se ralentiza”? La relatividad no responde. Pero dilatación del tiempo consistente con las experiencias. Por otro lado, la mecánica cuántica describe el comportamiento de las partículas de materia y sus interacciones con la energía en la escala de partículas subatómicas. La mecánica cuántica y la relatividad tienen sus propios elementos, describen la forma de interacción entre ellos y tienen una visión especial de la cantidad de tiempo.

La relatividad y la mecánica cuántica “generalmente se prueban, están ampliamente separadas, sus principios fundamentales rara vez se estudian conjuntamente”.

Debido a esta razón, existe la duda de que el enredo es la esencia de la rareza cuántica o es la esencia de la geometría del espacio-tiempo. De hecho, el gravitón (también, las cargas de color y el imán de color) es información pura que, para un observador real, se mueve con velocidad infinita.

Entrelazamiento cuántico

Todas las partículas son gravitones de intercambio constante (y cargas de color) que se mueven más rápido que la velocidad de la luz. Cuando una carga de color llega a la partícula A desde la partícula B, la partícula A reacciona a la partícula B, lo mismo ocurre con la partícula B, por lo que se enredan.

Además, la entropía de un sistema está difundiendo información. Una estrella irradia debido a su poder inherente en el que nos lleva a notar su existencia y características físicas. La información relacionada con una estrella se puede revelar a través de los fotones, que emite. Por lo tanto, podemos revelar y comprender para un fotón tanto su existencia como sus propiedades cuando lo observamos directamente mediante un fotón real o podemos revelarlo a través de un fotón virtual que es emitido por un electrón. Estas revelaciones están relacionadas con el universo obvio, pero la información relacionada con la existencia y las propiedades de las partículas fundamentales también es propagada por los gravitones a una velocidad mayor que la velocidad de la luz. Como sabemos, los siguientes elementos no son observables para nosotros porque:

Por lo tanto, el entrelazamiento cuántico es explicable en un espacio no obvio. Una conclusión importante de esta discusión será la siguiente:

En un universo obvio, el tiempo físico no existe, independientemente de la materia (energía). Siempre que se trata de “tiempo”, se asocia un reloj, porque el ser humano también tiene una existencia física y, en consecuencia, él / ella también es un reloj. Por otro lado, una existencia física (capaz de ser obvia) se hace en su propio espacio, y en el momento en que se crea, comienza su tiempo. Por lo tanto, el hombre también es un reloj y cuando hablamos de la naturaleza del tiempo, además de comparar el ritmo del movimiento de los relojes, nada más es explicable en física.

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En su pregunta, la palabra “en realidad”, desde un punto de vista relativista, se trata de si diferentes observadores, con diferentes opiniones sobre lo que sucede simultáneamente en su entorno, están de acuerdo entre sí. En el caso de la dilatación gravitacional del tiempo, todos lo hacen.

Tomaré el enfoque visual más completo con mi respuesta. No TL; DR, me temo …

Para abordar su primera pregunta sobre la naturaleza del tiempo, es importante dejar de lado cualquier idea intuitiva que pueda tener sobre el tiempo que fluye por igual y a nuestro alrededor. El tiempo solo existe dentro de la materia en forma de tasa de cambio , y depende mucho de su movimiento relativo.

A nivel cuántico, dentro de la materia de, por ejemplo, nuestros cuerpos, existen fuerzas fundamentales que interactúan, que resultan en todos los cambios posibles a nivel atómico, molecular y celular, y así sucesivamente. Estas fuerzas fundamentales a nivel cuántico están interactuando dentro de toda la materia a la velocidad constante de la luz , que es, por lo tanto, el límite de nuestra tasa de cambio observada.

Cuando miramos un objeto que no está en movimiento relativo, solo vemos el efecto de las fuerzas fundamentales a la velocidad de la luz en su interior, en forma de velocidad de cambio, o: tiempo.

Así que no pienses que un objeto estático está completamente quieto: dentro de él, sus interacciones se comunican continuamente a la velocidad de la luz, incluso para mantener el status quo. Resulta que la tasa de cambio relativa dentro de la materia funciona perfectamente sincronizada con el reloj de luz de Einstein;

Este es un reloj que tiene una cierta distancia entre dos espejos, y simplemente cuenta los pulsos de luz recibidos en la parte superior. Cuando vemos un reloj que no se mueve con respecto a nosotros (imagen izquierda), vemos un reloj que se mueve más rápido que cuando se mueve con respecto a nosotros (imagen derecha), porque para nosotros, estos pulsos de luz necesitan viajar una distancia más larga a su velocidad constante siempre observada.

Pero para la persona que se mueve, junto con este reloj, no se observa que vaya más lento, ya que la tasa de cambio dentro de los cerebros de esa persona, y todo lo demás a esta velocidad, va exactamente en sincronía con el reloj de luz al lado él. Para él, el otro reloj en realidad se observará más lento (volveré a eso más adelante).

Entonces, la suma de la velocidad de movimiento observada , junto con la velocidad interna de las fuerzas fundamentales , que causan la tasa de cambio observada, siempre se suma a la velocidad constante de la luz para todos los observadores inertes en el espacio-tiempo plano.

Esta es la razón por la cual el tiempo es una cantidad imaginaria ([matemática] \ sqrt {-1} [/ matemática]) en física, cuando se calcula (contrae) la distancia adecuada: la constante del intervalo espacio-tiempo de Pitágoras necesita obtener un signo menos para la parte de tiempo: [matemática] \ sqrt {x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2- (ct) ^ 2} [/ matemática], o la distancia es una cantidad imaginaria, al calcular el tiempo apropiado (dilatado): [matemática] \ sqrt { (ct) ^ 2-x ^ 2-y ^ 2-z ^ 2} [/ matemática]. Esto se debe a que el tiempo dilatado o la distancia contraída también se pueden expresar en tiempo y distancia, con la velocidad de la luz como factor de intercambio, por lo que podemos restarlos a Pitágoras. Es pitagórico, porque en la primera imagen, la dilatación del tiempo observada no es proporcional a la longitud del recorrido real de la hipotenusa, sino a la relación de lo contrario: hipotenusa. La suma de la ruta de viaje total siempre será c. A menudo se describe como “moverse a través del tiempo a la velocidad de la luz”, cuando no se está en movimiento relativo.

Otra cosa importante que hay que entender, antes de poder explicar la dilatación del tiempo gravitacional, es la relatividad de la simultaneidad, y cómo esto puede hacer que dos observadores midan los relojes de luz Einstein, o el tiempo, cada vez más despacio.

Comprenda cómo podemos definir lo que ha sucedido simultáneamente en nuestro entorno, haciendo uso de la velocidad constante de la luz, enviando pulsos de luz a nuestro entorno: todo lo que se refleja al mismo tiempo debe haber estado sucediendo en el Al mismo tiempo, a la misma distancia. Vea el ejemplo a continuación, donde la profundidad y el ancho representan 2 dimensiones del espacio, y la altura representa el tiempo. Si una cierta distancia hacia arriba representa un segundo, entonces la misma distancia ancha y profunda representa un segundo luz, por lo que la luz siempre se muestra moviéndose en ángulos de 45 °;

A ‘y A ocurrían simultáneamente, porque el primer pulso enviado se recibió simultáneamente, después de ser reflejado por estos dos eventos. El evento 0 ocurrió simultáneamente con A ‘y A, porque fue exactamente entre el momento del envío y la recepción del pulso de luz inicial.

Pero cuando está en movimiento lineal, un observador estático ‘verá’ que la luz te atrae más lentamente desde atrás: te has movido un poco durante el tiempo en que la luz, a su velocidad constante, viajaba hacia ti. Esto, por razones similares, se observa llegando a usted más rápido por la luz que entra desde el frente.

El viajero mismo no observa estas diferencias, porque la tasa de cambio dentro de toda la materia es asimétrica en toda su longitud de movimiento: el observador estático observará un reloj de luz Einsteins a su lado con una luz que se mueve más lentamente de regreso al frente, y más rápido de adelante hacia atrás, en relación con el barco. El viajero, por otro lado, siempre lo observará a una velocidad simétrica constante.

El observador estático observa que esta asimetría causa el siguiente artefacto, cuando el viajero define su simultaneidad espacial;

En el momento en que, como observadores estáticos, definamos que el evento 0 (en el medio) sucederá simultáneamente a nosotros, con una visión ‘horizontal’ de la simultaneidad, el viajero que se aleja definirá un momento en nuestro pasado para que suceda simultáneamente. Y cuanto más viaja, más “mira” nuestro pasado. Esta mirada cada vez más al pasado, mientras el tiempo sigue pasando, hará que el viajero también nos observe dilatando el tiempo.

Tenga en cuenta que no existe realmente un mecanismo diferente detrás de esta dilatación del tiempo observada simétricamente entre los dos observadores, donde uno parece tener dilatación del tiempo “real”, mientras que el otro mira subjetivamente hacia el pasado del otro. Son solo puntos de vista diferentes sobre exactamente el mismo fenómeno. Comprenda que no existe el movimiento absoluto: el viajero también puede ser visto como estático, con el otro alejándose de él.

Aquí hay dos ejemplos perspicaces de cómo las diferentes opiniones sobre simultaneidad siempre observarán que el otro se dilata en el tiempo;

En el evento 0, el punto de encuentro, en realidad están de acuerdo con el tiempo del otro.

Ahora, para explicar finalmente la dilatación del tiempo gravitacional, debe saber que la aceleración se comporta, en escalas pequeñas, exactamente de la misma manera que la gravedad. Es imposible que alguien en una nave espacial en aceleración realice un experimento para concluir si está experimentando gravedad o aceleración (además de mirar fuera de su nave).

Este fue el pensamiento más feliz de Einstein, y se conoce como el principio de equivalencia.

Tenga en cuenta que cuando miramos un objeto en movimiento lineal, con nuestra opinión ‘horizontal’ de simultaneidad, en realidad vemos (menos retraso de luz) un momento de simultaneidad diagonal posterior en la parte trasera de la nave y un momento de simultaneidad anterior en la parte delantera ;

Este diagrama de espacio-tiempo de Minkowski funciona igual que antes: el tiempo es ascendente, el espacio es lateral, la luz viaja en un ángulo de 45 °. El observador ‘estático’ solo se mueve a través del tiempo: directamente desde el origen, en ct, mientras que el viajero sigue la línea del mundo ct ‘. Algunos de los planos de simultaneidad en ángulo del barco están marcados en rojo. La gruesa flecha azul muestra la longitud del barco contraído, según lo observado por el viajero: parte de su longitud permanece oculta en la dimensión del tiempo, y siempre se presenta un momento posterior al observador de su parte posterior (cuando ya estaba un poco más adelante), y un momento anterior de su frente (cuando todavía no estaba tan adelante).

El tiempo corre más lento, con los pulsos de luz azul que rebotan a 45 ° dentro del reloj de luz (enorme) de Einstein, en todo el barco, en comparación con los tics de tiempo más rápidos del observador estático en ct, aunque el viajero observa la misma dilatación de tiempo para el ‘estático ‘observador’, ya que está ‘mirando’ hacia atrás en el tiempo del observador estático, con sus líneas diagonales de simultaneidad.

Cuando haríamos las mismas observaciones para un viajero que acelera uniformemente para ‘simular’ la gravedad, su espalda presentará continuamente una tarde y otra vez momento de simultaneidad del viajero con el observador “estático”, debido a su velocidad creciente. Esto resulta en observar siempre un lado trasero de aceleración más rápido , en comparación con su frente, a pesar de que el viajero mismo medirá continuamente la parte posterior restante a la misma distancia (aceleración igual), con sus líneas de simultaneidad convergentes. Este lado trasero más rápido será suficiente para dar el efecto de contracción de longitud para la simultaneidad horizontal del observador estático;

Pero el tiempo adecuado, por otro lado, fluye proporcionalmente a los dos relojes de luz de Einstein en la parte posterior y frontal (representados por las luces de rebote de ángulo de 45 °). Entonces puede ver que cuando el reloj delantero marca 4 segundos, su opinión sobre la simultaneidad es con el momento en que el reloj trasero lee 2 segundos. Además, la parte posterior sigue exactamente la misma línea de simultaneidad hacia el futuro, en este momento en particular, por lo que la parte posterior realmente está de acuerdo con el frente que está dilatado por el tiempo (aunque obviamente no experimentará esto allí, obviamente: el tiempo dentro de toda la materia siempre fluye exactamente en sincronía con el reloj de luz a su lado: un segundo por segundo, juego de palabras).

La energía cercana (principalmente nuclear: el 99% de la energía dentro de la masa es la energía de enlace entre los quarks constituyentes dentro de los protones y los neutrones) hará que la velocidad de la luz se comporte exactamente de manera similar al viajero acelerador descrito en el diagrama anterior, con la única diferencia de que Todos estos efectos están sucediendo, mientras permanecen en la misma ubicación relativa. Esto se conoce como espacio-tiempo curvo.

Espero que esto se aclare un poco.

Actualmente, no existe una causalidad conocida para la dilatación del tiempo gravitacional, pero permítanme postular una aquí. Si aceptamos que el movimiento constante y lineal ralentiza el tiempo, deducimos que existe una relación física real entre la velocidad y el tiempo. Si exploramos esta relación, primero encontramos que hay un número finito de tiempos de Planck por segundo de nuestro tiempo universal (promedio), 1.855 x 10 (43) para ser precisos. Si suponemos que estos tiempos de Planck se transfieren de deberes temporales al movernos a través del tiempo, a deberes físicos al movernos a través del espacio, entonces descubrimos que esta idea cumple con la ciencia aceptada e incluso puede llegar a e = mc (al cuadrado ) utilizando esta idea y el trabajo cuántico realizado. Entonces, creo que la idea de la transferencia de la energía de los tiempos de Planck a la energía cinética es válida. Por ejemplo, a la velocidad de la luz usas TODA la energía del tiempo de Planck para el movimiento físico y no queda nada para moverte a través del tiempo. Si está “estacionario”, usa TODOS los cuantos de tiempo para moverse a través del tiempo, excepto que todavía se necesitan algunos para soportar toda la energía de rotación dentro de su masa. Es por eso que cualquier cosa con masa nunca puede alcanzar la velocidad de la luz porque hay menos de 1,855 x 10 (43) tiempos de planck disponibles para moverte por el espacio. Solo los fotones sin energía giratoria pueden alcanzar “c”.

A continuación, debemos recordar que la gravitación newtoniana puede describirse puramente como curvatura en el tiempo. Entonces, considerando solo los efectos newtonianos por el momento, ya que estos son los principales efectos gravitacionales con los que tenemos que lidiar para todos o la mayoría de nuestros viajes dentro del Sistema Solar, entonces ignoramos los pequeños efectos de la curvatura espacial (tenga paciencia con esto). Luego deducimos que la gravitación newtoniana es el efecto y la curvatura del tiempo es la causa. (Puede probar esto fácilmente en un par de líneas de matemáticas ‘combinando la ecuación de Newton con la ecuación de curvatura de tiempo de la métrica de Schwarzchild). Usted obtiene;-
g = c (2) / 2r en (1-t (2))

es decir, tenemos el efecto “g” en un lado de la ecuación y la causa (1-t (2)) en el otro lado sin constantes arbitrarias. Esta es la verdadera ley universal de la gravitación, no Newton. Newton es una regla de comportamiento y no da causalidad, a diferencia de f = ma, otra ley fundamental de la naturaleza.

Entonces, cuando miramos la Tierra desde la distancia y preguntamos “¿Dónde está el movimiento que causa la curvatura del tiempo?” solo podemos adivinar, excepto que se me ocurre que hay mucho movimiento a velocidades relativistas dentro de la materia de la que está compuesta la Tierra. Parece lógico que el efecto acumulado de toda la energía de rotación de todas las partículas subatómicas da lugar al efecto de dilatación del tiempo en la superficie. A partir de entonces, al aumentar la elevación sobre la Tierra, la dilatación del tiempo decae y el tiempo se acelera. Esto es lo que observamos en la práctica (por ejemplo, para el GPS).

Entonces, su pregunta, “¿Cómo la gravedad ralentiza el tiempo?” se invierte. La pregunta realmente es “¿Cómo la desaceleración del tiempo produce gravitación?” La ecuación anterior muestra la respuesta a esta pregunta.

Sé que el físico entre ustedes querrá darme una paliza sobre GR y la curvatura del espacio, pero sugiero que la curvatura del espacio prevista en GR es, de hecho, otro efecto de este campo de tasa de tiempo variable. La gravedad newtoniana es la aceleración localizada causada por la tasa de cambio de tiempo con la posición, la pendiente de la tasa de tiempo localmente. Propongo que hay una curvatura espacial “efectiva” causada por su efecto sobre la distancia recorrida a velocidad debido a que la tasa de tiempo cambia sobre cualquier distancia recorrida. Es el efecto de la curvatura del tiempo en la curvatura del tiempo. Este efecto se volverá significativo para pendientes mayores de tasa de tiempo (campos fuertes). Sugiero esto porque podemos ver arriba la causa y el efecto de la curvatura del tiempo, pero que no hay causalidad para la curvatura del espacio. La curvatura espacial es una noción abstracta y las ideas abstractas no pueden acelerar los objetos físicos.

No estoy decepcionando con las matemáticas de GR, sería un tonto si lo hiciera. Estoy sugiriendo que este efecto de campo es equivalente a él. ¿Por qué me molesto? porque no debemos creer en la curvatura física de nada. Es una idea absurda que funciona en la práctica.

******¡SI!******

¡LA GRAVEDAD LENTA EL TIEMPO ABAJO!

Que es el tiempo’?

El tiempo como lo que nos enseñaron cuando éramos jóvenes es algo que continúa constantemente. Nuestros antepasados, nuestros mayores nos enseñaron que es precioso. Incluso el tiempo nos enseñó que es precioso. Una vez que se pierde el tiempo, se pierde y literalmente no hay forma de recuperarlo o ralentizarlo. El flujo de tiempo se consideraba una de las leyes fundamentales para todo lo que existía. Es decir, el flujo de tiempo no puede variar.

El tiempo es el progreso continuo e indefinido de la existencia y los eventos que ocurren en una sucesión aparentemente irreversible desde el pasado hasta el presente y el futuro.

El tiempo es una cantidad componente de varias mediciones utilizadas para secuenciar eventos, para comparar la duración de los eventos o los intervalos entre ellos, y para cuantificar las tasas de cambio de cantidades en la realidad material o en la experiencia consciente.

-Wikipedia

Pero lo que dice la física es muy diferente de este concepto clásico del tiempo. Es el año de 1905, cuando Einstein propuso su teoría de la relatividad, conocida como la teoría especial de la relatividad. ¡Afina tus ojos para saltar al siguiente tema interesante!

Dilatación del tiempo:

La teoría especial de la relatividad revela que el tiempo puede acelerar, desacelerar e incluso detenerse, relativamente . Entonces, el cambio en el flujo del tiempo nunca puede ser observado, sentido o entendido por una persona, cuyo tiempo está cambiando. La persona sentirá que el tiempo pasa como está y que nada pasa mal. Para que tal evento suceda, la persona debe viajar con una velocidad diferente, en relación con la Tierra.

¿Confuso? Toma una analogía. Considere un hombre, viajando en una nave espacial, viajando a alta velocidad, digamos una fracción de la velocidad de la luz (más alta que la de la Tierra). Para el hombre, el tiempo se ralentizaría, relativamente. El flujo del tiempo en la nave espacial es diferente de la Tierra. En este caso, el tiempo se ve afectado por la velocidad del cuerpo en movimiento. Consulte: paradoja gemela.

Hay otro caso, aún más extraño. Aún más extraño, más extraño que yo: p. Dejame explicar. Cuando te acercas a un cuerpo masivo, masivo que la Tierra, ¡el tiempo se ralentizará! Incluso en la Tierra, experimentamos este factor. Aquí, las cosas se ponen aún más raras. ¡Un hecho extraño es que el núcleo de la Tierra es aproximadamente 2.5 años más joven que su superficie! ¿Por qué? ¿Cómo sucede eso? Bueno, la respuesta es la misma que tu pregunta. ¿Están relacionados el tiempo y la gravedad? ¡Por supuesto que sí!

El tiempo puede dilatarse por dos factores diferentes. Son:

1. Velocidad del cuerpo en movimiento
2. Gravedad (masa)

Gravedad:

¿Cómo podría el núcleo de la Tierra ser más joven que su superficie? Bueno, primero aprende qué es la gravedad.

“La gravedad es una fuerza de atracción entre dos cuerpos en el universo. La fuerza es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional a la distancia cuadrada entre ellos ”. ¡Esto se explica por la caída de una manzana! Sí, Newton es el chico.

La distancia entre dos objetos no es la distancia entre sus superficies. Son las distancias entre su centro individual de masas. ¿Qué es el centro de masa?

El centro de masa de una distribución de masa en el espacio es el punto único donde la posición relativa ponderada de la masa distribuida se suma a cero, o el punto donde, si se aplica una fuerza, se mueve en la dirección de la fuerza sin girar. – Wikipedia.

Bueno, hay algo más que deseo decirte, pero no quiero profundizar en este tema. Vayamos al tema.

La distancia entre el núcleo y el centro de la masa de la Tierra es mucho menor (cero y un poco por encima de cero) que la distancia entre la corteza terrestre y el centro. Por lo tanto, la gravedad en la superficie de la Tierra es muy inferior a la gravedad en el núcleo.

Dilatación del tiempo gravitacional:

A Einstein se le ocurrió otro auge, en los próximos dos años. Él planteó la hipótesis / postuló que el tiempo se ralentiza por la gravedad en el año 1907. Bueno, la década resulta ser la más productiva e importante para la física moderna de hoy. Sí, el tiempo fluye lentamente cerca de cuerpos masivos y se vuelve más y más lento con la disminución de la distancia entre el cuerpo y el lugar donde se mide el tiempo.

Cincuenta y dos años después, es decir en 1959, se verifica experimentalmente. Este efecto gravitacional en el tiempo se confirma / prueba solo después de 52 años por el experimento Pound-Rebka.

En una cáscara de nuez (solo para que sea más fácil de entender), la velocidad del flujo del tiempo está inversamente relacionada con la fuerza gravitacional.

Cuando la gravedad aumenta, el tiempo fluye más lentamente y cuando la gravedad disminuye, el tiempo fluye más rápido. Lo contrario no necesita ni puede ser cierto en absoluto.

Espacio y tiempo:

El espacio y el tiempo se fusionan entre sí para formar el espacio-tiempo (imaginario).

El espacio-tiempo es cualquier modelo matemático que fusiona las tres dimensiones del espacio y la dimensión del tiempo en un único continuo de cuatro dimensiones. Los diagramas espacio-temporales son útiles para visualizar y comprender los efectos relativistas, como la forma en que los diferentes observadores perciben dónde y cuándo ocurren los eventos. – Wikipedia.

En una cáscara de nuez, es como una tela o tela sobre la que está todo el universo. Al igual que una tela, el espacio-tiempo también se dobla. Está doblada por objetos masivos (objetos que tienen masa, incluso tú y yo), debido a su gravedad. Cuanto más profundo es el espacio-tiempo, más lento fluye el tiempo. Los objetos más masivos producen curvaturas más profundas en el espacio-tiempo y, por lo tanto, ralentizan el tiempo en mayor medida. Los cuerpos con menos masa producen una curvatura relativamente más pequeña y, por lo tanto, el tiempo fluye más rápido en comparación con el objeto más masivo.

Se dice que un agujero negro tiene mucha más masa o masa infinita en una singularidad. ¡Por lo tanto, el tiempo se ralentiza cerca de estos agujeros negros, se detiene en el horizonte de eventos y corre HACIA ATRÁS dentro de un agujero negro!

Un hecho adicional: cuando te conviertas en un anciano, tus piernas envejecerán unos segundos (milisegundos) menos que tu cabeza. ¡Incluso puedes verificarlo experimentalmente! 😛

Escribo esta respuesta lo más simple posible para que los lectores entiendan fácilmente. Escribo respuestas solo para compartir mi conocimiento y no para mostrar mi inteligencia. Los profesionales por favor no se quejen. Al mismo tiempo, sugiera modificaciones si encontró algunos errores.

Gracias.

¿Que es el tiempo?

El tiempo es el progreso continuo e indefinido de la existencia y los eventos que ocurren en una sucesión aparentemente irreversible desde el pasado hasta el presente y el futuro. Históricamente, el tiempo ha estado estrechamente relacionado con el espacio, los dos juntos se fusionaron en el espacio-tiempo en la relatividad especial y la relatividad general de Einstein. Según estas teorías, el concepto de tiempo depende del marco de referencia espacial del observador, y la percepción humana, así como la medición por instrumentos como los relojes, son diferentes para los observadores en movimiento relativo.

¿La gravedad realmente ralentiza el tiempo?

Sí lo hace. 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 (curva espacio-tiempo). El cuerpo presionaría hacia abajo en la tela, lo que provocaría un hoyuelo que estiraría la curva espacio-tiempo. La gravedad no solo atrae a los objetos que tienen masa, sino que atrae todo, como las ondas electromagnéticas (como la luz) y la curva espacio-tiempo que a su vez expande la curva espacio-tiempo debido a que la tasa de cambio de tiempo se hace más lenta cerca de ella.

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

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

Todo comienza con el hecho de que todo lo que existe es una colección de olas. Incluso los objetos materiales son ondas, solo sus longitudes de onda son muy pequeñas, por lo que no se ven en la vida real. Ver Matter wave para más detalles. Tenga este hecho en mente; se volverá importante muy pronto.

La forma en que funciona la interacción gravitacional es que las colecciones de energía (en cualquier forma) transfieren parte de su energía e impulso a las colecciones vecinas de energía. Recuerda ahora el hecho de que todo es una colección de olas. ¿Qué sucede si una ola obtiene más energía? Su frecuencia aumenta. ¿Y qué sucede si observas una onda cuya frecuencia ha aumentado? Se verá igual, excepto que todo se juntará (en la dirección de su movimiento). Esto se llama contracción espacial.

Ahora, esto puede sonar contradictorio, pero si calcula las matemáticas, el resultado de esta contracción es que la luz (o cualquier señal) debe tomar un camino más largo en una forma tan contraída de lo que sería antes de contraerse. El resultado es que para un observador externo que no se contrae tanto, estos caminos más largos para cada señal se medirán como un retraso de tiempo para todo lo que está sucediendo en el medio contratado. Esto se llama dilatación del tiempo.

Puede ver más detalles sobre cómo funciona aquí: dilatación del tiempo
y aquí: ¿Por qué el tiempo se ralentiza cuando el espacio se contrae?

Y esto explica por qué puedes volver más joven de un planeta que orbita un agujero negro (como en la película Interestelar) o envejecer menos si vives en una montaña en la Tierra en comparación con el nivel del mar (no se nota realmente, pero el efecto está ahí).

Decidí hacer un video para mi respuesta … La transcripción del video también se ha proporcionado.

Mis primeras incursiones en este tema fueron considerar un ascensor, con luz proveniente del fondo.

De acuerdo, este no era un verdadero elevador, sino más bien una caja de aceleración, en algún lugar completamente fuera de un campo gravitacional.

Si la caja se acelerara hacia arriba, la luz se emitiría desde la parte inferior de la caja en una frecuencia y se absorbería en la parte superior de la caja en una frecuencia más baja.

Tengo una animación de este fenómeno en SpoonfedRelativity.com: Accelerating Elevator

En este sitio web, puede ver un par de diferentes “imaginaciones” de la situación. En el primero, imaginamos un elevador donde la frecuencia de los fotones es constante al observar tanto dentro como fuera del elevador. En esta situación, la longitud de onda se acorta cada vez más a medida que el elevador acelera hacia arriba. Pero la frecuencia de los fotones permanece igual todo el tiempo, se puede escuchar (en el video asociado) si chasqueo los dedos que la frecuencia se mantiene bastante constante.

En la segunda “imaginación” de la situación, aplico todos los efectos relevantes de la Relatividad Especial … La Contracción de Lorentz básicamente resuelve el problema del cambio de longitud de onda con el tiempo. Bueno, puedes ver que hace que el efecto sea mucho menos dramático aquí. Estoy haciendo una “Transformación galileana del elevador”, lo que significa que esto no es en absoluto lo que realmente se vería a bordo del elevador … Para ver lo que estaba sucediendo dentro del elevador, por supuesto necesitaría una Transformación de Lorentz , no una transformación galileana.

En este momento, puede ver que primero solo hay un fotón en el elevador, luego dos, luego tres, a medida que avanza la simulación. Si hiciéramos una Transformación de Lorentz de regreso al marco de referencia del elevador, en realidad no vería cambios dramáticos en la densidad de fotones con el tiempo, pero aún vería que la distancia entre los fotones fue ligeramente mayor en la parte superior del elevador.

Ahora la pregunta es, ¿medirías la frecuencia de la luz para disminuir la velocidad en la parte superior, si estuvieras en el elevador? Sí, creo que lo harías … ¿Pero qué significa eso? Estás viendo algo que sucedió en el piso del elevador, emitiendo una luz en azul, y estás en la parte superior del elevador recibiendo una luz en rojo.

¿Cuáles son las implicaciones de eso? Las implicaciones son que el tiempo en realidad pasa más lento en el piso del elevador.

Ahora, deduzco que se puede obtener un análisis más detallado de esta “idea de elevador acelerador” al buscar algo llamado “Sistema de coordenadas Rindler”.

Aquí está el gráfico de coordenadas de Rindler en la página de wikipedia.org. Pero lo que debe imaginar es que esta cosa hace una rotación hiperbólica con el tiempo. Estas hipérbolas representan diferentes niveles … o “pisos” del elevador. Las líneas inclinadas representan planos de simultaneidad.

De acuerdo, pero donde digo que son planos de simultaneidad, solo se marcan en segundos en un solo lugar. Aquí, donde dice x = 1, la velocidad a la que estos planos inclinados giran más allá de la horizontal es de 1 segundo por segundo. Pero aquí, donde dice x = 0.8, la velocidad es de 0.8 segundos por segundo. Está experimentando un tiempo 20 \% más lento. Aquí, donde dice x = 0.2, está experimentando un tiempo 80 \% más lento que el hombre de aquí en x = 1.

Todo esto supone que están parados en la misma estructura de aceleración. Para una persona aquí, en el punto conocido como Rindler Horizon, el tiempo no pasa en absoluto. Esto es lo que se llamaría “aceleración instantánea”. Esta persona puede pasar de 0 a 99.99999999 \% de la velocidad de la luz en una sola colisión, por ejemplo.

Aquí hay una especie de animación de un sistema de coordenadas tipo Rindler con cuatro cuadrantes adicionales.

(La imagen GIF es demasiado grande para cargarla en Quora … Ver video)

Esto es algo así, pero no estaba modelando el sistema de coordenadas de Rindler aquí, sino solo el concepto de la transformación de Lorentz.

Si fuera un modelo del sistema de coordenadas Rindler, no tendría un montón de líneas horizontales paralelas, sino que tendría un montón de líneas inclinadas que se extienden hacia la derecha desde un solo punto en el origen.

Estas líneas inclinadas se desplazarían en sentido horario alrededor del origen a medida que pasaba el tiempo, desde la marca de +45 \ grados al ángulo de -45 \ grados.

En realidad, creo que ahora que lo veo, si ignora todas las otras líneas, excepto las líneas inclinadas a la derecha que están marcadas por pequeños círculos, puede ver las líneas que se marcaron en la imagen de Wikipedia en las coordenadas de Rindler.

Por supuesto, puedo mostrar muchos más aquí, ya que se desvanecen a medida que avanzan. La densidad de estas líneas tiende al infinito a medida que te acercas más y más a la velocidad de la luz. Sí, puedes ver aquí, que esas líneas parecen converger entre sí en la imagen de Wikipedia.

Gravedad
Ahora todo eso es solo una introducción. He estado hablando de un ascensor que acelera a través del espacio en una región sin gravedad. En esa situación, podemos estar razonablemente seguros, según los argumentos de la Relatividad Especial, de que el tiempo pasa más rápido en la parte superior del elevador que en la parte inferior.

Así que vamos a invocar el Principio de Equivalencia (Página en wikipedia.org) aquí que establece que “la” fuerza “gravitacional que se experimenta localmente mientras está de pie sobre un cuerpo masivo (como la Tierra) es en realidad lo mismo que el pseudo- fuerza experimentada por un observador en un marco de referencia no inercial (acelerado) “. En otras palabras, el efecto de la gravedad debería ser esencialmente el mismo que el efecto de la aceleración

Ahora, la única gran diferencia real es que cuando mirabas el sistema de coordenadas Rindler, la aceleración de todo el sistema era la misma … Bueno, NO, no era lo mismo … Era rígido, con la parte inferior del elevador acelerando instantáneamente. , y las partes cada vez más altas del elevador aceleran cada vez más despacio.

Bueno, en lugar de modelar toda la estructura de una enorme estructura de elevador Rindler “rígida”, simplemente modelamos fragmentos diferenciales de ella.

Por ejemplo, en cada sección de diez pies del elevador, el tiempo se ralentiza por un pequeño factor a medida que avanza de arriba a abajo. Cada sección de diez pies del elevador puede tener un campo gravitacional ligeramente diferente. Y, por lo tanto, tendría un factor de desaceleración del tiempo ligeramente diferente.

Pero al tomar el producto de todos esos factores, de todos los diferentes campos gravitacionales desde la superficie del planeta hasta el espacio, puede obtener un valor numérico de cuánto disminuye la gravedad de un planeta el tiempo.

Esta idea esencial se resuelve en la página en mathpages.com. Hace unos años trabajé mucho en matemáticas en Page en physicsforums.com.

Supongo que lo hice bien porque nadie saltó a señalar errores obvios. Ither O eso, o era tan aburrido que a nadie le importaba.

Sí, pero la diferencia de la tasa de tiempo no depende de la diferencia en la intensidad del campo sino de la diferencia del potencial gravitacional. Eso significa que, en una región donde el campo gravitacional es casi constante, puede tener una gran diferencia de velocidad en una pequeña altura, si el campo es muy fuerte.

Si envía un haz de luz desde arriba a una altitud más baja, en un campo gravitacional casi constante, el observador a continuación verá una frecuencia más alta de la luz. O si envía una señal cada segundo, el observador a continuación recibirá las señales a intervalos menores de 1 segundo. Eso solo puede significar que el observador a continuación ve que su reloj corre más rápido y su tiempo corre más rápido desde su perspectiva. Pero no hay lugar donde el tiempo transcurra al ritmo correcto. Todos los marcos de referencia son igualmente válidos. Suena extraño porque estamos percibiendo el tiempo como absoluto.

Sin embargo, aunque la teoría funciona muy bien, hasta que tengamos una teoría de todo, no creo que podamos dar una respuesta sobre qué es exactamente el tiempo.

Por ejemplo, la mecánica cuántica trabaja con partículas y probabilidades de detección. La interferencia cuántica se manifiesta para la luz pero también para la materia, pero QM no trata la materia como campos. Puede hacer un experimento de doble rendija con átomos o moléculas y aún así obtener un patrón de interferencia correspondiente a la masa de cada molécula pero, sabemos que estas moléculas y átomos tienen una estructura detallada, no son solo partículas con masa. La teoría del campo cuántico trata de profundizar para explicar qué hay detrás de estas partículas y detrás de la materia, y postula los campos cuánticos como fundamentales. Debido a que utiliza la relatividad especial y una explicación rigurosa de las partículas cuánticas como campos, debería dar una mejor respuesta sobre “qué es el tiempo” que la relatividad especial sola.

¿Viste la película interestelar y te preguntaste cómo fue posible? Es alucinante comprender que una hora puede pasar en un planeta mientras que siete años pasan en la Tierra.

La explicación se reduce a lo que los científicos llaman dilatación gravitacional del tiempo. Este efecto mide la cantidad de tiempo transcurrido entre dos eventos por observadores a diferentes distancias de una masa gravitacional. En otras palabras, el tiempo corre más lento donde la gravedad es más fuerte, y esto se debe a que la gravedad curva el espacio-tiempo.

Piénselo de esta manera: el tiempo sigue una ecuación simple:

velocidad = distancia / tiempo

La luz (en este caso, la velocidad) siempre es constante y viaja a una velocidad de 180,000 millas por segundo. Imagine dos haces de luz: uno en un campo gravitacional débil que viaja entre los puntos ayb, y el otro en un campo gravitacional fuerte que viaja entre los puntos c y d.

El camino entre cyd es más largo debido a la curva del espacio y el tiempo, por lo que la luz tarda más en viajar entre los dos puntos. Este efecto ha sido probado por varios experimentos y se utiliza para ejecutar y mantener algo que la mayoría de nosotros usamos casi todos los días: GPS.

Los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) se colocan aproximadamente a 12,550 millas sobre la superficie de la Tierra y, por lo tanto, no están tan cerca del campo gravitacional de la Tierra. Los relojes en estos satélites funcionan más rápido que los relojes en la superficie de la Tierra, por lo que los científicos han corregido los programas de satélite para garantizar que los datos del GPS enviados a la superficie de la Tierra tengan tiempos coincidentes. Sin esta corrección, los satélites GPS no serían la herramienta útil que sabemos que son.

¿Esperas que la dilatación del tiempo gravitacional te ayude a vivir más tiempo si decides viajar a algún planeta distante con un campo gravitacional fuerte? Incluso si eso fuera posible (y no es con nuestra tecnología actual), solo vivirías más tiempo en relación con la Tierra. Los humanos todavía solo tienen una vida útil de 70 a 100 años.

Gracias.

créditos pic

El explorador de ciencias

¿Que es el tiempo? Aquí hay una respuesta que tiene más de 2000 años, como se cita en mi libro (haga clic aquí):

Lucrecio había abordado la misma pregunta en el año 60 aC: “El tiempo en sí mismo no existe; pero de las cosas en sí resulta una sensación de lo que ya ha sucedido, lo que está sucediendo ahora y lo que sigue. No debe afirmarse que cualquiera puede sentir el tiempo por sí mismo, aparte del movimiento de las cosas “.

Entonces, el tiempo es lo que experimentamos cuando las cosas cambian o se mueven.

¿La gravedad ralentiza el tiempo? Sí, y en la teoría de campos cuánticos es fácil entender por qué sucede esto: un campo gravitacional afecta la forma en que otros campos interactúan, según lo especificado por las ecuaciones de campo, de modo que los cambios y el movimiento suceden más lentamente. Si desea obtener más información sobre esta teoría maravillosa pero descuidada, lea mi Capítulo 10 final, que está disponible gratuitamente aquí.

El tiempo se considera simplemente otra dimensión en el espacio que atraviesa y somos parte de él. Ahora el tiempo no es el mismo para todos los planetas en el espacio, y varía con la gravedad. Cuanto mayor es la gravedad, menor es la duración del tiempo. La mejor referencia que puedo darte es de la película Interestelar. Allí cuando van a un planeta oceánico donde dicen que 30 minutos en ese planeta equivalen a casi años en ISS. La razón es que la gravedad es comparativamente más en ese planeta oceánico.
En términos simples, cuando el tiempo es una cuadrícula en el espacio, la gravedad lo atrae hacia una entidad / masa física similar a los objetos en el espacio. Entonces, el tiempo tiene que doblarse, por lo que si desea atravesarlo en un camino, será más que una cuadrícula recta, principalmente desplazamiento. Por lo tanto, la gravedad va a reducir el tiempo y varía con la posición en el espacio. Y hay una posición donde la gravedad es un agujero negro infinito, por lo que se considera que no puede salir nada, incluido el tiempo. así que, por un lado hipotético, el tiempo se detendrá en el agujero negro, y no habrá tiempo en él. Una referencia similar sería de la película interestelar nuevamente, donde en el clímax tiene el viaje en el tiempo para darle información a su hija. De hecho, el tiempo se ha detenido allí, dándole la opción de viajar en el tiempo requerido en consecuencia y transmitir la información.
Espero que esto quede claro. Házmelo saber. Y referirme a la película no es una fuente de confianza, pero se ha investigado mucho y creo que todo es una cuestión hipotética relacionada con el espacio, y una vez que recibimos una referencia de la investigación, llegamos a creerlo, hasta que llegue algo más para refutarlo. Hasta ahora esto es lo que tenemos a disposición del estudio espacial, a partir de diversos esfuerzos realizados por los científicos a este respecto.

Una vez leí la siguiente cita de Einstein cuando predijo el retraso de Shapiro:
“En segundo lugar, nuestro resultado muestra que, de acuerdo con la teoría general de la relatividad, la ley de la constancia de la velocidad de la luz en el vacío, que constituye uno de los dos supuestos fundamentales en la teoría especial de la relatividad y a la que tenemos ya referido con frecuencia, no puede reclamar ninguna validez ilimitada. Una curvatura de los rayos de luz solo puede tener lugar cuando la velocidad de propagación de la luz varía con la posición. Ahora podríamos pensar que, como consecuencia de esto, la teoría especial de la relatividad y con ella toda la teoría de la relatividad quedaría en el polvo. Pero en realidad este no es el caso. Solo podemos concluir que la teoría especial de la relatividad no puede reclamar un dominio ilimitado de validez; sus resultados se mantienen solo mientras podamos no tenga en cuenta las influencias de los campos gravitacionales en los fenómenos (por ejemplo, de la luz) “. – Albert Einstein (La teoría general de la relatividad: Capítulo 22 – Algunas inferencias del principio general de la relatividad)

Desde el punto de vista de un observador en cualquier punto del espacio, la velocidad local de la luz es la constante ‘c’ mientras que el espacio-tiempo es curvo.
Desde el punto de vista de un observador, un tiempo local fijo (como en la Tierra) es constante (no curvo), mientras que la velocidad de la luz observada en lugares remotos depende de la intensidad del campo de gravedad en esos lugares. Shapiro envió una señal de radar de ida y vuelta a Venus mientras Venus se acercaba visualmente al Sol para probar la predicción de Einstein (la señal del radar tomó más tiempo cuando viajaba cerca del Sol).

Si bien ambos puntos de vista son igualmente válidos (y pueden transformarse matemáticamente entre sí), creo que el último punto de vista es más fácil de comprender.

Esta pregunta originalmente incluía detalles que eran, y siguen siendo, bastante interesantes. Los detalles aclararon que esta pregunta es específicamente preguntar si la aceleración resultante de la rotación tiene alguna ramificación en la dilatación del tiempo experimentada por un objeto en comparación con uno con velocidad lineal constante de idéntica magnitud.

Diría enfáticamente que la respuesta a la pregunta original es no. La dilatación del tiempo relacionada directamente con la velocidad del movimiento relativo de un objeto con respecto a otro es la misma si la velocidad se experimenta en línea recta o en una curva circular. Personalmente, doy un paso más allá y siento con bastante fuerza que la aceleración resulta de la dilatación del tiempo y no al revés, pero los dos parecen ocurrir en armonía sinfónica instantánea, independientemente de la dirección.

La dilatación del tiempo describe una tasa diferente en el paso relativo del tiempo, y se desarrolla con el paso del tiempo en función del diferencial de velocidad (pero las experiencias percibidas de los objetos / participantes difieren como resultado de su perspectiva). La aceleración tiene que resultar en un cambio en las velocidades relativas de los objetos para que tenga un impacto, y la aceleración rotacional es de naturaleza instantánea y direccional, lo que no produce cambios en la velocidad.

En realidad, esto solo es cierto si el movimiento de rotación es exactamente circular o esférico. El movimiento elíptico tendrá algunos cambios en la velocidad que afectarán el cálculo, pero no de la manera que supone esta pregunta (como se indicó originalmente).

Además, se cree que las ondas gravitacionales emanan de la aceleración del movimiento de rotación que no es exactamente simétrica. Por lo tanto, el objeto giratorio podría experimentar menos dilatación del tiempo a medida que pasa el tiempo, pero eso también se reflejaría en una disminución de su velocidad. Este efecto es muy, muy leve y nunca se han observado directamente ondas gravitacionales. Pero el premio Nobel de 1993 fue otorgado por eventos relacionados con la observación indirecta de un púlsar binario que se desacelera debido a este efecto.

También podría haber problemas con los marcos de referencia que utiliza para esto. La velocidad de cualquier punto en un objeto giratorio varía para un observador a medida que el punto gira. Vea el final de la respuesta de Mark Barton a Dado que el tiempo es relativo, ¿cuánto tiempo ha pasado para la Voyager 1 en comparación con la Tierra? para un ejemplo no exactamente perfecto de cómo se puede ver este efecto a la inversa.

Este último problema me da una pausa y quiero considerarlo más. En lugar de eliminar esta respuesta, me quedaré en el anonimato.

La gravedad ciertamente ralentiza el tiempo del reloj. Eso significa, el tiempo medido con relojes. También vale la pena señalar que esta desaceleración de los relojes funciona de la misma manera para todos los relojes imaginables, comenzando con los relojes biológicos de nuestra vida, por lo que su proceso de envejecimiento también se ralentizará. Pero, por supuesto, tales relojes biológicos están lejos de ser inexactos, por lo que esto no importa en absoluto.

Pero no está nada claro si lo que miden los relojes es realmente “tiempo”. Según Newton, el tiempo fluye de manera igual e independiente de cualquier cosa que los humanos estén haciendo, y este tiempo verdadero tiene que distinguirse de los intentos humanos de medirlo con relojes. Esta diferencia ha sido respaldada seriamente por la teoría cuántica: en la teoría cuántica, no existe un operador para la medición del tiempo que pueda usarse para medir el tiempo exactamente. Incluso hay un teorema de que para cada reloj hay incluso una probabilidad distinta de cero de que retroceda en el tiempo.

En la relatividad general, no existe una noción comparable al tiempo absoluto. Tendría que ser algún tiempo coordinado. Pero GR no define ninguna ecuación para la coordenada de tiempo. Pero ese tiempo absoluto no está definido en GR no significa que no pueda existir. La gravedad cuántica, si sigue el esquema canónico de la teoría cuántica, tendría un tiempo absoluto. Pero este tiempo absoluto sería inobservable.

Realmente no. O más bien … no exactamente. Las personas en diferentes tirones gravitacionales realmente no sienten que el tiempo va más lento o más rápido.

Sin embargo, se produce dilatación del tiempo. Lo que significa que si las personas en diferentes campos de garivación de diferente fuerza comparan relojes que sincronizaron en algún momento, el que estaba en el campo de gravedad más alto mostrará que ha pasado menos tiempo.

Prefiero decir que estos relojes toman un camino diferente a través del espacio-tiempo .

Cada objeto viaja en el espacio-tiempo 4-D. Si en su marco de referencia está en reposo, entonces en su marco de referencia todavía está viajando a lo largo de la dimensión temporal del espacio-tiempo.

El camino recorrido se llama línea mundial.

Ahora la gravedad “dobla” el espacio-tiempo, por lo tanto dobla la línea del mundo. Esto se ve en la lente gravitacional a medida que los rayos de luz se doblan … ¡pero esa flexión no ocurre solo en el espacio ! También la dimensión del tiempo está doblada.

Por lo tanto, el “camino” de un reloj será diferente al otro, incluso si están en reposo en comparación entre sí.

Así que, efectivamente, parece que el tiempo ha corrido más lento, en realidad los dos relojes tenían diferentes caminos a través del espacio-tiempo.

No me refiero a ningún libro / artículo / autor aquí para apoyar mi comprensión. Solo estoy tratando de explicar mi comprensión con física simple que conozco.

El tiempo es una cantidad medible, podemos tener esa medida como un período para el número de ciclos entre dos niveles de átomo de cesio.

Cada partícula en el universo experimenta una fuerza común, que es la gravedad. Si la gravedad es más débil en algunos lugares, la partícula puede no experimentar una fuerza significativa. Pero si la gravedad es más fuerte, entonces influye en cada átomo cercano.

Aquí en la tierra medimos el tiempo según la definición anterior, con el valor conocido de la fuerza gravitacional en la tierra. Pero solo piense en otro lugar en el universo donde las actividades de energía y nivel atómico cambien debido a la gravedad. Si tomamos el mismo átomo de cesio allí y contamos el mismo número de frecuencias (para calcular el tiempo) con alta gravedad, lo que aumentará la longitud de onda, ya que la gravedad influye significativamente en las fuerzas intraatómicas y, por lo tanto, el número de transiciones del átomo de cesio.
Puedes pensar cómo la gravedad influye en las fuerzas del nivel atómico. La gravedad se extiende por todas partes. Cada fuerza influirá en la otra, puede ser interatómica o cualquier otra cosa.

Esto no solo es aplicable al cesio, sino también a cada partícula.

Traté de entender la estructura del espacio de tiempo, pero me plantea muchas preguntas.
Entonces di la respuesta más simple, lo sé. La influencia de la fuerza gravitacional en el tiempo se puede experimentar si la gravedad es extremadamente alta.

Tenga en cuenta: el tiempo parece ser una experiencia estirada o reducida, solo con referencia a otra referencia de tiempo.

La gravedad no afecta el tiempo. Los einsteinianos miden el desplazamiento al rojo gravitacional, pero luego informan al mundo crédulo que han medido la dilatación del tiempo gravitacional, una diferencia milagrosa en las tasas de los relojes fabricados por Einstein en 1911:

http: //blogs.scientificamerican… .
“Un nuevo documento escrito por el secretario de Energía de los Estados Unidos, Steven Chu, mide el desplazamiento al rojo gravitacional, ilustrado por la desaceleración inducida por la gravedad de un reloj y a veces se lo denomina dilatación del tiempo gravitacional (aunque los usuarios de ese término a menudo combinan dos fenómenos separados), un medida que concuerda con Einstein y que es 10.000 veces más precisa que su predecesora “.

http://www.theguardian.com/scien …
“La teoría de la relatividad de Einstein establece que un reloj debe marcar más rápido en la cima de una montaña que a su pie, debido a los efectos de la gravedad”. Nuestro rendimiento significa que podemos medir el cambio gravitacional cuando se eleva el reloj solo dos centímetros (0,78 pulgadas) ) en la superficie de la Tierra “, dijo el coautor del estudio, Jun Ye”.

Los einsteinianos inteligentes saben que la dilatación del tiempo gravitacional no existe. El desplazamiento al rojo gravitacional (desplazamiento al azul) no se debe a la dilatación del tiempo, sino que es el resultado de “lo que sucede a las señales de luz cuando atraviesan el espacio y el tiempo en presencia de la gravitación”:

http://www.amazon.com/Relativity …
Banesh Hoffmann: “En un laboratorio de cielo acelerado, y por lo tanto también en el laboratorio de tierra correspondiente, la frecuencia de llegada de los pulsos de luz es menor que la frecuencia de los relojes superiores a pesar de que todos los relojes funcionan a la misma velocidad (…) Como resultado, el experimentador en el techo del laboratorio del cielo verá con sus propios ojos que el reloj de piso está yendo a una velocidad más lenta que el reloj de techo, aunque, como he enfatizado, ambos están yendo a la misma velocidad. …) El desplazamiento rojo gravitacional no surge de los cambios en las tasas intrínsecas de los relojes. Surge de lo que sucede a las señales de luz a medida que atraviesan el espacio y el tiempo en presencia de la gravitación “.

¿Qué sucede con las señales de luz cuando atraviesan el espacio y el tiempo en presencia de la gravitación? Por supuesto, se aceleran, al igual que los objetos que caen ordinarios, y esta variación de la velocidad de la luz (predicha por la teoría de la emisión de luz de Newton) provoca el desplazamiento al rojo gravitacional (o desplazamiento al azul):

http: //courses.physics.illinois …
Universidad de Illinois en Urbana-Champaign: “Considere un objeto que cae. SU VELOCIDAD AUMENTA A medida que cae. Por lo tanto, si asociamos una frecuencia con ese objeto, la frecuencia debería aumentar en consecuencia a medida que cae a la tierra. Debido a la equivalencia entre masa gravitacional e inercial, DEBEMOS OBSERVAR EL MISMO EFECTO PARA LA LUZ. Entonces, hagamos brillar un haz de luz desde la parte superior de un edificio muy alto. Si podemos medir el cambio de frecuencia a medida que el haz de luz desciende del edificio, deberíamos poder discernir cómo la gravedad afecta a un rayo de luz que cae. Esto fue hecho por Pound y Rebka en 1960. Brillaron una luz desde la parte superior de la torre Jefferson en Harvard y midieron el cambio de frecuencia. El cambio de frecuencia fue pequeño pero de acuerdo con la predicción teórica. ”

http://www.einstein-online.info/ …
Instituto Albert Einstein: “Una de las tres pruebas clásicas para la relatividad general es el desplazamiento al rojo gravitacional de la luz u otras formas de radiación electromagnética. Sin embargo, en contraste con las otras dos pruebas, la desviación gravitacional de la luz y el desplazamiento del perihelio relativista, usted no es necesario relatividad general para derivar la predicción correcta para el desplazamiento al rojo gravitacional. Una combinación de gravedad newtoniana, una teoría de partículas de la luz y el principio de equivalencia débil (masa gravitacional es igual a la masa inercial) es suficiente (…) El desplazamiento al rojo gravitacional se midió primero en la tierra en 1960-65 por Pound, Rebka y Snider en la Universidad de Harvard … ”

Pentcho Valev

Exactamente. El tiempo se ralentiza porque el objeto en el espacio se acelera y, para agregar, la longitud se contrae. Relatividad.

Explicación
Contracción del tiempo
Según la teoría de la relatividad, la velocidad de la luz es constante [1]. La velocidad se compone de dos variables: distancia y tiempo. Cuando vaya a una velocidad superior a la actual, sentirá que el tiempo y la distancia cambian en consecuencia.
Por ejemplo, si compara y el tiempo y la distancia para dos objetos que van a 0.6c y 0.7c, serán diferentes.
Como la velocidad es constante, esperará que el tiempo y la distancia sean indirectamente proporcionales. Si la velocidad cambia, el tiempo y la distancia tendrán que cambiar ellos mismos para que tengan una constante común (velocidad). Ahora simplemente sucede que si algo va más rápido que usted, enfrentará una dilatación del tiempo y una contracción de la longitud y viceversa si algo va más lento que usted.
Entonces, el tiempo se ralentiza desde su perspectiva, pero si tiene un amigo que estaba cayendo en c en la misma dirección que la partícula, consideraría el tiempo para que la partícula se contraiga y la longitud se dilate.

[1] – Esto se puede probar matemáticamente usando ecuaciones de Maxwell o experimentalmente usando el experimento de Michelson Morley.

La respuesta a la pregunta “¿qué es el tiempo?” es tan difícil de dar como dar la respuesta a la pregunta “¿Por qué existimos?”. No lo sabemos … solo podemos vivirlo. El tiempo comenzó desde el comienzo del universo y terminará con la muerte del universo. La respuesta a su segunda pregunta es sí, la gravedad en realidad ralentiza el tiempo de los objetos cerca de ella. Hay una prueba experimental de esto y también matemática. La prueba matemática implica cálculos y ecuaciones muy complejos de la teoría de la relatividad. Para la prueba experimental … si mantiene dos relojes atómicos sincronizados uno al nivel del mar y otro en la cima del monte everest o en el espacio lejos de la tierra, entonces gradualmente habrá una diferencia en las lecturas de estos relojes, una diferencia muy pequeña … del orden de nanosegundos.