Bueno, los experimentos a la velocidad de la luz no son posibles, pero experimente para demostrar que los relojes en movimiento funcionan lentamente debido a la dilatación del tiempo se han realizado con éxito.
A principios de 1971, los científicos del Observatorio Naval de los EE. UU. Realizaron vuelos de aerolíneas comerciales alrededor del mundo en ambas direcciones (con la rotación de la Tierra y en contra de ella), cada circuito tomó aproximadamente tres días. Llevaban consigo cuatro relojes atómicos con haz de cesio *. Cuando regresaron y compararon sus relojes con el reloj “en reposo” en el Observatorio en Washington, DC, descubrieron que habían ganado aproximadamente 0,15 microsegundos en comparación con el reloj terrestre.
Viaje hacia el este: previsto: -40 +/- 23 ns.… Medido: -59 +/- 10 ns
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Viaje hacia el oeste: previsto: +275 +/- 21 ns. Medido: +273 +/- 7 ns
El reloj atómico en el vuelo con rumbo este registró 59 nanosegundos menos y el del vuelo con rumbo oeste registró 273 nanosegundos más. Esto se debe a que, desde el marco de referencia de un observador en el centro de la Tierra, el reloj en el vuelo con rumbo este se movía a la velocidad más alta, es decir, la velocidad de rotación de la Tierra + velocidad de vuelo, el reloj en el vuelo con rumbo oeste se movía a la velocidad más baja velocidad, es decir, la velocidad de rotación de la Tierra – velocidad de vuelo – mientras el reloj en el observatorio se movía a la misma velocidad que la velocidad de rotación de la Tierra. Según la relatividad especial, cuanto más rápido se mueve un reloj, más lento funciona. Entonces, las lecturas de tiempo de los tres conjuntos de relojes parecían respaldar las predicciones de la relatividad especial.
Más adelante en el año, Joseph C. Hafele, un físico, y Richard E. Keating, un astrónomo, volaron relojes atómicos con haz de cesio alrededor del mundo dos veces en vuelos regulares de aerolíneas comerciales, una vez al Este y otra al Oeste. En este experimento, tanto la dilatación del tiempo gravitacional como la dilatación del tiempo de velocidad son significativas, y de hecho son de magnitud comparable.
Dilatación del tiempo gravitacional: Hafele y Keating predijeron una diferencia horaria de 144 ns en un vuelo hacia el este alrededor del mundo para el cual el tiempo de vuelo fue de 41.2 horas. Esto corresponde a una altura promedio de 8900 m, una altitud de vuelo razonable para una aerolínea comercial. El cambio de tiempo es positivo (envejece más rápido) tanto para vuelos hacia el este como hacia el oeste. El valor previsto de 179 ns para el vuelo hacia el oeste de 48,6 horas de duración corresponde a una altitud media de unos 9400 metros.
Dilatación del tiempo de velocidad: a partir de las rutas de vuelo reales de cada viaje, la teoría predijo que los relojes voladores, en comparación con los relojes de referencia en el Observatorio Naval de EE. UU., Deberían haber perdido 40 +/- 23 nanosegundos durante el viaje hacia el este y haber ganado 275+ / -21 nanosegundos durante el viaje hacia el oeste … En relación con la escala de tiempo atómica del Observatorio Naval de EE. UU., Los relojes voladores perdieron 59 +/- 10 nanosegundos durante el viaje hacia el este y ganaron 273 +/- 7 nanosegundos durante el viaje hacia el oeste, donde el Los errores son las desviaciones estándar correspondientes. Estos resultados proporcionan una resolución empírica inequívoca de la famosa “paradoja” del reloj con relojes macroscópicos “.
* (El estándar de tiempo actual para los Estados Unidos es un estándar de frecuencia atómica de cesio mantenido en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Boulder, Colorado. En 1967 se adoptó un segundo estándar basado en la frecuencia de una transición en el átomo de Cesio-133 :
1 segundo = 9,192,631,770 ciclos de la transición estándar Cs-133
Antes de 1967, el segundo estándar internacional se basaba en el período de rotación de la Tierra: 86.400 segundos por día, ¡pero se descubrió que el período del reloj de cesio era mucho más estable que la órbita de la Tierra! La unidad de tiempo del SI, la segunda, ahora está definida por esta transición en cesio.)
Ref: NIST Par de relojes atómicos de aluminio revelan la relatividad de Einstein a escala personal
Ref: Experimento Hafele-Keating
