Esta es una pregunta divertida! Me encanta. Vea las respuestas de Viktor Toth y otras similares.
Pruebe la pregunta la próxima vez que conduzca por la autopista a una velocidad uniforme de 60 mph. Estás en el carril central de tres carriles. A su izquierda y derecha hay vehículos que coinciden exactamente con su velocidad. Todos están a una velocidad relativa cero en comparación con el marco de referencia del otro.
Su hijo está lanzando una pelota de tenis y la atrapa mientras conduce. Percibes que su bola va hacia arriba y hacia abajo, en relación con tu marco de referencia: el auto.
- ¿Por qué hemos encontrado exoplanetas a cientos de años luz de distancia, pero aún no hemos encontrado el Planeta Nueve?
- ¿Por qué ningún objeto puede viajar a la velocidad de la luz, en términos simples?
- ¿La velocidad de la luz impone un límite de temperatura?
- Si puedo alcanzar la velocidad de la luz mágicamente, entonces alcancé la velocidad de la luz y paré ¿cuántos años han pasado si el tiempo se ha detenido?
- ¿El tiempo depende de la velocidad?
Usted nota que los autos a su izquierda y derecha también tienen niños que lanzan pelotas de tenis y las atrapan. Al igual que la pelota de tu hijo, ves que sus bolas van hacia arriba y hacia abajo.
A pesar de que está a una velocidad relativa cero en referencia a sus autos vecinos, ¿esperaría ver alguna diferencia en el tiempo para ellos o para usted? No. Y no lo haces.
Ahora considere que mientras conduce junto con los otros autos, se cruza con un cineasta aficionado que toma un video corto de usted y los otros autos. El video muestra que, en relación con el marco de referencia del camarógrafo, el suelo, ¡las bolas que se lanzan NO van hacia arriba y hacia abajo! Van en un arco, una especie de parábola. Disminuyen la velocidad a medida que alcanzan la parte superior de la curva y luego comienzan a descender, acelerando bajo la fuerza de la gravedad. (Nota: en comparación con una pelota de tenis, un objeto no afectado tanto por la gravedad, como un fotón, mostraría una trayectoria bastante diagonal hacia arriba y hacia abajo desde el punto de vista de la persona que filma al lado de la autopista).
Hmm ¿Eso significa algo relacionado con el tiempo? Mira de esta manera. Usted ve la pelota de su hijo y las bolas de los otros niños yendo hacia arriba, digamos un pie y medio, y hacia abajo un pie y medio hacia donde el niño la atrapa. Un viaje de ida y vuelta de tres pies. Desde su punto de vista, las bolas comenzaron en el punto A, subieron al punto B y luego volvieron al punto A.
Pero el video muestra que las bolas formaron un arco. No iban hacia arriba y hacia abajo. Comenzaron en el punto A, subieron en una curva hasta el punto B, y luego volvieron a curvarse hacia el punto C. Al hacer esto, viajaron MÁS ADELANTE desde la perspectiva del video que desde su perspectiva dentro del automóvil.
Desde su punto de vista dentro del automóvil, cada bola realizó un viaje de ida y vuelta de tres pies en X unidades de tiempo. Desde el punto de vista del video (y, por supuesto, de la persona que tomó el video) cada pelota viajó MÁS DE tres pies. Si considera cada lanzamiento y captura de la pelota de tenis como una unidad de tiempo, verá lo siguiente:
- En el auto que viaja, cada ciclo de lanzamiento y captura toma X unidades de tiempo (fingiremos que estos niños son realmente “oportunos”).
- Pero desde el suelo y en el video, cada ciclo de lanzamiento y captura debe hacer que la pelota viaje una distancia mayor, por lo que el tiempo necesario para un ciclo es X + algún incremento que llamaremos X ‘. X ‘es> X. Eso significa que la persona en el suelo y el video muestran el ciclo de lanzamiento y captura, ya que tomaría más tiempo del que mediría usted en el automóvil. En otras palabras, la persona en el suelo mediría su reloj como algo más lento.
- El tiempo no se detuvo para ningún observador en un automóvil que se movía a velocidad cero en relación con los otros automóviles en movimiento. En otras palabras, a velocidad relativa cero, el tiempo simplemente continuó su ritmo normal. No se detuvo.
Donde parece que el tiempo se detiene (o parece estar cerca de detenerse) sería en una nave espacial que se acerca a .999999999 c . Digamos que está en esa nave espacial con su hijo que está lanzando una pelota de tenis y la atrapa nuevamente (¡tiene algún tipo de gravedad artificial!).
En ambos lados, tienes parientes en sus propias naves espaciales, que también avanzan en la misma dirección que tú en .999999999 c . Te diriges a una gran reunión familiar en el restaurante Douglas Adam’s en el Fin del Universo. Las tres naves espaciales están lo suficientemente cerca como para que usando sus ventanas especiales puedan verse y saludarse. Cómicamente, los niños en las otras naves espaciales también lanzan sus pelotas de tenis hacia arriba y hacia abajo. Entonces que ves?
- Estás cerca de la velocidad de la luz en relación con alguna persona a la que vas a pasar en un segundo. Pero cuando miras a los niños de tus parientes arrojando las pelotas de tenis, parecen estar subiendo y bajando en sus campos de gravedad artificial al igual que la pelota de tu hijo.
- El tiempo te parece bien. Los relojes siguen avanzando como siempre a su tipo de tasa predeterminada o como se le llame.
Luego, increíblemente, pasas rápidamente una misión tripulada a Marte en tu camino hacia el restaurante. Los astronautas en la misión tienen instrumentos increíbles que hacen un video notable de su sobrevuelo. Lo estudian Confirma predicciones relativistas. Usted y sus parientes, los niños, las bolas en el aire, sus relojes, etc., todos parecen congelados, inmóviles. El tiempo se ha detenido en las naves espaciales (¡o muy cerca!), PERO SOLO DESDE EL PUNTO DE VISTA de la persona que está pasando. Para usted y otros en el barco, todo es normal.
¿Paradójico o al menos difícil de entender? Si. Seguro que no se ajusta a nuestra experiencia cotidiana con diferenciales de velocidad relativamente baja. Pero el fenómeno de la dilatación del tiempo ha sido probado y confirmado de varias maneras.
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No, no hay velocidad cero en la que el tiempo se detendría (editar: o ir infinitamente rápido). ¡Al menos no tan lejos como puedo ver!
Pero eso podría plantear la cuestión del bien, ¿por qué no? La mejor respuesta que sé es que nada puede ir más rápido que c porque nada puede ir más lento. Todo en el universo puede representarse como un movimiento en algún vector entre direcciones en el tiempo o en el espacio, alguna dirección en el espacio-tiempo. Vaya más rápido en el espacio y un observador que vaya más rápido que medirá algunas diferencias en el tiempo (y otras cosas, como la longitud y la masa).
Pero independientemente de cómo te estés moviendo, vas a un vector que, al combinar el movimiento a través del espacio y el tiempo, resulta ser c .
Es por eso que cuando conduces a 60 mph en relación con la Tierra con otros tres autos en movimiento relativo uniforme o transportando junto con otras dos naves espaciales a .999999999 c en relación con algún observador, lo que significa velocidad cero en relación con el otro en los autos o naves espaciales – El tiempo no se detiene para ti. No puede
(PD: No estoy seguro de cómo una nave espacial podría acercarse a algo como .999999999 c . ¡Qué increíble cantidad de energía tomaría!)
Algunas ilustraciones:
(Fuente: Enciclopedia Británica)
(Obtenido de Viajar por el espacio y el tiempo con Einstein).
Edición 16/02/17: Me encontré pensando en la pregunta en términos de cero absoluto, la temperatura teórica más baja. Eso podría ser algo así como la “velocidad cero” de la pregunta. Aquí hay una versión de ese aspecto del tiempo y la “velocidad cero”: ¿Se congela el tiempo en Absolute Zero?
La respuesta a la pregunta aún parece ser no, el tiempo no pasa infinitamente rápido ni se detiene a una velocidad cero.
Es interesante considerar si (a) el tiempo no existe; es una ilusión, (b) el tiempo en sí mismo es un fenómeno que involucra varias dimensiones de “tiempo”, o (c) el tiempo existe pero es simplemente un artefacto o producto de la conciencia: cómo el “tablero lógico” de una mente de un ser sensible tiene sentido del universo.
Creo por cierto que el universo existe independientemente de la conciencia o cómo mi mente construye su modelo del universo. Hace poco me acordé de la realidad del universo cuando, distraído y con poca luz, me perdí el último escalón en algunas escaleras. A pesar de la construcción de mi mente, mi conciencia, de que estaba pisando la acera plana, el universo físico superó mi conciencia y me envió desparramado por ese paso perdido.