Si está comparando marcos inerciales, entonces no importa. Si el observador está en un marco inercial, entonces observa que los relojes en otros marcos inerciales son más lentos en comparación con su propio marco inercial (es decir, dilatación del tiempo). El reloj que sostiene está en su marco inercial. Los otros relojes se mueven a una velocidad constante con respecto a él. Entonces, el observador inercial ‘ve’ que todos los relojes que se mueven con relación a él son más lentos que el reloj que está parado en comparación con él.
El problema es que no hay un marco inercial en el que vea la contracción del tiempo.
Supongo que lo que quieres decir es algo diferente. Estás preguntando:
- ¿Por qué hay un efecto Doppler con luz?
- ¿Puede un meteorito viajar 99.9% de la velocidad de la luz?
- ¿Cómo pueden las estimaciones de la edad del universo tener un significado real cuando todo se movía a la velocidad de la luz o cerca de ella al principio?
- ¿Podríamos romper la velocidad de la luz (c) si tuviéramos un objeto con un 51% de c y otro objeto dentro de él con un 51% de c en relación con el primer objeto? ¿Sería un observador externo testigo de que el objeto más interno pasa al 102% de c?
- ¿Podría el material en lados opuestos de la expansión del Big Bang moverse a más de la mitad de la velocidad de la luz?
¿Cómo decides qué marco de referencia ves contracción del tiempo?
El marco de referencia donde ve la contracción del tiempo no es inercial. Hay marcos de referencia que no son inerciales en los que el observador ve algunos relojes que se mueven con respecto a él y que son más rápidos que el reloj que está sosteniendo.
Entonces la pregunta realmente es cuándo sabes que un marco de referencia no es inercial. ¿Cómo se diferencia un marco inercial de un marco no inercial? La respuesta es esta.
En un marco inercial, cada fuerza mecánica tiene una fuente. En otras palabras, el impulso total se conserva en un marco inercial. Cada acción tiene una reacción igual y opuesta en un marco inercial. No habrá fuerza mecánica aplicada al observador ni a ninguno de los instrumentos de medición en su marco de referencia.
Si estás en un marco no inercial, habrá una fuerza en algún cuerpo que no tiene fuente. El impulso total en este marco no se conserva. Hay una acción que no tiene reacción correspondiente. Habrá una fuerza mecánica sobre el observador y sobre los instrumentos de medición en su marco de referencia.
Esta es la parte importante. Los instrumentos en un marco inercial no se ven afectados por una fuerza mecánica externa. Los instrumentos en un marco no inercial son accionados por una fuerza mecánica. Entonces, para determinar qué cuadros son inerciales, debe saber qué fuerzas mecánicas están actuando sobre cada cuerpo. Las fuerzas mecánicas rompen la simetría del problema en la relatividad especial.
Si un observador está en un marco no inercial, verá dilatación del tiempo en una dirección y contracción del tiempo en la otra. Matemáticamente, esto se complica. Sin embargo, la contracción del tiempo vista en este marco resuelve todas las paradojas falsas presentadas en la relatividad.
Solo como una nota histórica: Albert Einstein no distinguió entre marcos inerciales y marcos de referencia en su artículo de 1905. Todos los ‘marcos de referencia’ en su artículo de 1905 son marcos inerciales. La frase ‘marco inercial’ vino después. Más tarde, distinguió ser un “marco inercial” y un “marco no inercial”. El estudio de cómo los marcos inerciales observan fenómenos se conoce como relatividad especial.
Einstein investigó la contracción del tiempo en artículos posteriores. Sin embargo, no describió la contracción del tiempo en detalle hasta que desarrolló la relatividad general. La relatividad general incluye una explicación autoconsistente de los marcos no inerciales.
