Si un segundo se define en los términos de una propiedad de cesio 133, ¿es esto igualmente cierto para todos los observadores, o depende del marco, como en la relatividad especial?

Esta es una gran pregunta. Este es el tipo de pregunta que las personas deben abordar cuando elaboran un estándar de medición: “¿es confiable para mis necesidades?” y es por eso que dejamos de usar estándares más antiguos como dividir la duración de un día en varias partes iguales. Y debo admitir que tuve que investigar esto.

Básicamente, sí, debe mantener el isótopo en su marco de referencia para que sea preciso para usted. Si lo envía al espacio profundo o lo vuela en un avión por un tiempo, será inexacto. En realidad, esto se usó para ayudar a probar las teorías de Einstein. El isótopo es como un pequeño reloj o metrónomo, por lo que debe permanecer en su marco de referencia para ser preciso en sus mediciones. Es por eso que nuestro sistema de tiempo actual UTC se basa en un promedio colectivo de muchos relojes atómicos en todo el mundo UT0 para ayudar a promediar cualquier ligera diferencia entre ellos.

Quizás con el tiempo podamos encontrar que esto no es lo suficientemente preciso y buscar un mejor estándar. Sea lo que sea eso.

Gracias por preguntar.

La velocidad definida por un átomo de cesio particular en una circunstancia particular depende del marco: se describirá como lenta en los marcos que se mueven más allá de él. Sin embargo, uno no usa cualquier átomo de cesio en ninguna circunstancia para definir el segundo para un cuadro: uno elige un átomo de cesio estacionario en ese cuadro. Cualquier átomo de cesio elegido de este modo todavía funciona lentamente en muchos otros cuadros, pero no define el segundo en esos otros cuadros, por lo que no surge el problema de la independencia del cuadro.

Para medir el tiempo en un marco de referencia dado, coloca un átomo de Cesio 133 en reposo en ese marco de referencia. Es entonces su reloj para medir los intervalos de tiempo de los eventos con respecto a ese marco de referencia. Esto funciona para cualquier marco de referencia que elija.

El tiempo, y el segundo por el cual se mide, es efímero. La observación de la rotación de la tierra y su órbita alrededor del sol son las dos principales fuentes de información que se han utilizado, desde siempre, para determinar y medir el tiempo. Después de que se decidió el tipo de día a medir, entonces es solo cuestión de cálculo, obtener el segundo. Muchos relojeros se esforzaron mucho para asegurarse de que sus relojes fueran precisos. Luego vino la era moderna con nuevos materiales, física y estándares. Se trata de los estándares y la velocidad de la luz en el vacío. Cuando llegaron al Cesium 133, pudieron usar algo muy específico. Ya sabían cuánto duraba un segundo, así que solo contaron la cantidad de garrapatas dentro de él, “la duración de 9 192 631 770 períodos de radiación correspondientes a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133 “.

Por lo tanto, es el reloj el que debes observar mientras está frente a ti. Si SR es tan verdadero como se acepta, normalmente funcionará como cualquier otro reloj en las mismas condiciones, por lo tanto, depende de la trama. Si el reloj estuviera sentado en el borde de un agujero negro, y aún pudiéramos ver el reloj en nuestro marco aquí en la tierra, veríamos y mediríamos que solo habría uno o dos tics en uno de nuestros segundos en nuestro marco, mientras un segundo al borde de un agujero negro se extiende por casi el infinito de nuestro tiempo, así que si uno se sentara al borde de ese agujero negro con el reloj y mira pasar un segundo o espera hasta que la cuenta en el reloj llegue a 9 192 631 770, luego buscó la tierra, solo para ver un Sol gigante rojo donde acababa de estar nuestro pequeño amarillo, es decir, si puede encontrarlo de nuevo, porque habrá desaparecido para cuando lo haya mirado. Eso es STR para ti.

Si el reloj atómico está en su elevación (Relatividad general), y en reposo con respecto a usted (Relatividad general y especial), entonces su “tasa de tiempo” es “igualmente cierto para todos los observadores [locales]”.

Generamos Tiempo Universal Coordinado – Wikipedia “promediando” muchos relojes distribuidos sobre la superficie de la Tierra. Esto “suaviza” las variaciones locales en g, e incluso variaciones en la altitud, para cada ubicación.

Por lo tanto, es realmente “dependiente del marco”, como lo demuestra: retraso de Shapiro – Wikipedia. Así como c es siempre c local a la ruta, cada observador a lo largo de la ruta tiene su propio reloj atómico “único” (u otro proceso estocástico equivalente).

La masa de cesio es el reloj estándar que utiliza el sistema SI para definir el segundo. Al igual que cualquier reloj, está sujeto a la dilatación del tiempo con respecto a otros relojes.

Ninguna de las unidades es invariante de trama.

Es por eso que existe el concepto del tiempo adecuado (y la duración adecuada) en el que todos los observadores estarán de acuerdo.

Si el cesio se mueve en relación con usted, los segundos que “marca” parecerán estar en un intervalo mayor que los segundos marcados por el cesio en reposo en relación con usted.