¿Cómo ayuda la dilatación a comprender la velocidad de la luz?

No nos ayuda mucho a comprender la velocidad de la luz, pero es una consecuencia necesaria del hecho experimentalmente determinado de que todos los observadores ven la luz moviéndose a la misma velocidad.

Imagine un tren que se mueve por la vía a una fracción apreciable de la velocidad de la luz. Un hombre dentro de un carruaje está reflejando pulsos de luz en la pared frente a él. Estos pulsos de luz actúan como un reloj.

El hombre en el tren ve que el pulso impacta la pared directamente opuesta a él (el camino más corto posible), emitido en el tiempo Te y reflejado en el tiempo Tr.

Mientras tanto, usted está de pie en la plataforma a medida que pasa el carro, y luego se le da un registro de tiempo de cuándo se emite el rayo y cuándo se refleja.

Sabes que en Te el carruaje estaba directamente enfrente de ti. Sin embargo, en el momento Tr, el tren se ha movido, digamos, diez pies a su izquierda. Usted deduce que el rayo de luz debe haber impactado la pared no directamente frente al hombre, sino desde tres metros a su derecha. Ese camino es la hipotenusa de un triángulo rectángulo, con el camino registrado por el hombre como el lado opuesto del triángulo. Este es un camino más largo y, sin embargo, sabes que la velocidad de la luz es constante y tienes la grabación del tiempo del impacto. Que la luz siga un camino más largo al mismo tiempo plantea una paradoja … a menos que el tiempo fuera más lento dentro del tren.

Esta no es una característica de los relojes o la percepción, sino una característica básica del espacio-tiempo.

Aquí está la cosa: estamos acostumbrados a pensar en distancias y flujos de tiempo como fijos, y en velocidad como variable. En nuestra vida cotidiana, una distancia de 2 millas es una distancia de 2 millas, y 5 minutos tardan 5 minutos en pasar. Puede viajar 2 millas a mayor velocidad, pero no puede hacerlas más cortas que 2 millas.

PERO: Esto en realidad no es cierto. Las distancias y el flujo de tiempo no son fijos. Dependen de cómo te mueves en relación con ellos. Si observa un camino mientras viaja, en realidad es un poco más corto que si estuviera parado en él. Y si mide el flujo de tiempo en una estación de servicio al costado de la carretera, el tiempo en realidad pasa un poco más lento que si estuviera parado en la estación de servicio.

En nuestra vida cotidiana, estos efectos de dilatación son muy, muy, muy, muy, muy pequeños. Nosotros, como humanos, no podemos experimentarlos de ninguna manera, es por eso que nuestra intuición no incluye de ninguna manera la dilatación del tiempo o la dilatación del espacio.

Ahora sobre la velocidad de la luz: Curiosamente, esto es lo único que de hecho es realmente solucionar. Si viaja a lo largo de una carretera, la carretera se acorta y el tiempo fluye más lentamente en una estación de servicio que pasa, pero un fotón aún se mueve a la velocidad de la luz, independientemente de si pasa el rayo o si envía el fotón usted mismo, o si el fotón se mueve en la misma dirección que usted o al contrario, o en ángulo, o, o o.

Lo que siempre me ayuda: No piense en la velocidad de la luz como solo “la velocidad del haz de una linterna”. Piense en c como “la velocidad a la que funciona nuestro universo”. Nada puede moverse más rápido a través del espacio-tiempo que la velocidad a la que funciona nuestro universo.

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