¿Hay una manera simple de entender el espacio-tiempo?

En pocas palabras, no necesariamente significa poner intuitivamente.

Por ejemplo, simplemente, el concepto de espacio-tiempo es el hecho de que la distancia y el tiempo están unidos por la constancia de c. O podríamos decir que a la velocidad de la luz, el tiempo y la distancia son lo mismo debido a la constancia de c. Pero, ¿qué significa nada de eso intuitivamente hablando?

Para decirlo intuitivamente requiere una analogía adecuada con la que podríamos compararlo, o algo con lo que estamos familiarizados que actúa de la misma manera, para que pueda tener un sentido intuitivo para nosotros de una manera más visceral. Eso es mucho más difícil de hacer.

En el campo de la electrónica de alta velocidad, tratamos constantemente cosas que se mueven a la velocidad de la luz. De hecho, se podría decir que todo lo que tratamos se mueve a la velocidad de la luz. Eso es porque las señales de alta frecuencia son literalmente ondas de luz que, por supuesto, se mueven a la velocidad de la luz.

Por lo tanto, a menudo nos referimos al tiempo en unidades de distancia o la distancia en unidades de tiempo. Los usamos de manera intercambiable sin siquiera darnos cuenta de que lo estamos haciendo porque para alguien en el campo literalmente son lo mismo. es decir, la velocidad de la luz solo se convierte en un factor de conversión entre la distancia y el tiempo.

Por ejemplo, puede haber oído hablar de ingenieros que hablan de distancias en términos de unidades de tiempo, como nanosegundos. Están hablando de qué tan lejos viajará la luz en tantos nanosegundos a través de un medio en particular, o pueden estar hablando del tiempo en términos de distancia como un nanosegundo es seis pulgadas o un picosegundo es el grosor de un grano de pimienta.

Eso es lo que significa o al menos un aspecto de lo que significa cuando decimos que el espacio y el tiempo están unidos por la constancia de c, y por qué los físicos usan el término espacio-tiempo.

Una forma de prever esto es considerar un carrete de película de celuloide que se ha cortado en sus cuadros individuales, con cada cuadro apilado sobre los otros, en secuencia. Los marcos representan solo dos dimensiones espaciales, x y z, con la posición en la pila, t, utilizada para representar el tiempo (la tercera dimensión espacial está implicada por el uso de la perspectiva en el marco). Podemos contemplar cómo cambian las posiciones y las formas de los objetos en este montón de cuadros de cine. Podríamos rastrear el movimiento de un cubo de azúcar cuando entra por primera vez en la escena en una azucarera, luego se levanta y se deja caer en una taza de té. Sin embargo, en última instancia, los comienzos y los fines de cualquier objeto solo tienen sentido si estamos rastreando los caminos de las partículas fundamentales constituyentes (que no solo son atómicas, sino también adimensionales). Los objetos macro, como los terrones de azúcar, son similares a bancos de peces o murmullos de pájaros.

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La manera simple de entender el espacio-tiempo es entender que, en esencia, no existe tal cosa. La razón por la cual el espacio-tiempo puede describirse matemáticamente es porque es matemático. En palabras de uno de los grandes físicos de todos los tiempos, John Wheeler, “No hay allí”. Él siguió con esto diciendo: “Es de Bit”.

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