¿Cuál es la causa de la dilatación del tiempo en interestelar?

La dilatación del tiempo en interestelar ocurre de acuerdo con la teoría de la relatividad general que se le ocurrió a Einstein. En esto, demostró que el espacio y el tiempo no estaban separados y, en cambio, estaban interconectados como espacio-tiempo. Este espacio-tiempo está distorsionado como resultado de la masa, que se manifiesta como un campo gravitacional superior. Un efecto adicional mostrado por las ecuaciones de Einstein fue que cuanto más fuerte es el potencial gravitacional (cuanto más cerca está el reloj de la fuente de gravitación), más lentamente pasa el tiempo.

El agujero negro “Gargantua” exhibió un campo gravitacional extremadamente fuerte, y el primer planeta (el que tenía el agua) estaba lo suficientemente cerca del “pozo de gravedad” del agujero negro que la dilatación del tiempo fue lo suficientemente fuerte durante 1 hora en el planeta corresponde a 7 años en la tierra.

Su tasa de envejecimiento o metabolismo no se vio afectado de ninguna manera. Es solo que el tiempo es relativo, y en su marco de referencia pasó menos tiempo.

Se supone que la dilatación del tiempo en interestelar es causada por la relatividad.

La forma más sencilla de pensar en la dilatación del tiempo relativista es “más masa / energía = tiempo más lento”. Piensa en la velocidad como energía cinética.

EJEMPLOS

  • cerca de un objeto masivo, tiempo más lento.
  • viajar a alta velocidad en relación con otro objeto – más energía cinética – tiempo más lento
  • reloj en el sótano tiempo más lento vs reloj en la cima de una montaña tiempo más rápido
  • reloj en el aeropuerto más rápido vs reloj en avión de alta velocidad más lento

En la mayoría de las situaciones diarias, el efecto NO es significativo.

La relatividad especial de Einstein nos dice que los cuerpos que se mueven a velocidades fenomenales (cualquier velocidad está sujeta a la relatividad, pero las velocidades más altas nos dan la oportunidad de detectar la dilatación del tiempo ya que los resultados son medibles a través de la tecnología actual) tienden a reducir el tiempo para ellos en relación con otro cuerpo moviéndose a muy baja velocidad. Sabemos que siempre medimos la velocidad de la luz misma (3 x 10 ^ 8 m / s) independientemente de la velocidad del observador, este fenómeno llevó a Einstein a descubrir que el tiempo es una entidad relativa y corre más lento de los objetos que se mueven a mayores velocidades en Un marco de referencia relativo. Este factor de dilatación del tiempo (junto con la contracción de Lorentz) ayuda a establecer el hecho de que la velocidad de la luz es una constante en el vacío.

Después de unos años, Einstein hizo otro descubrimiento (posiblemente el mejor en su vida), descubrió que la gravedad y la fuerza de aceleración son las mismas (relatividad general). Esta equivalencia nos dice que no hay medios físicos para saber si estás en una habitación y experimentando la fuerza de la gravedad o si estás en un cohete a una velocidad de 9.8 m / s ^ 2 en el espacio (a menos que mires para darte cuenta de lo que está sucediendo) . Ahora, esto implica que la gravedad y la aceleración son lo mismo y, por lo tanto, la gravedad también debería afectar el tiempo de la misma manera que la velocidad para los objetos en movimiento, y esto ahora se verifica experimentalmente en regiones de mayor gravedad (la parte superior de un edificio colosal, solo un ejemplo) tiene un tiempo más lento en comparación con una región de gravedad relativamente menor (sótano del mismo edificio colosal).

Para agregarlo, hay un mecanismo complejo de espacio-tiempo curvo que aumenta la longitud entre dos puntos (a, b) dentro de la vecindad efectiva de un objeto masivo que tiene una relación directa con el fenómeno debido al cual se experimenta la dilatación del tiempo.

Después de mucho pensar, y leer algunos sitios web, con una vaga comprensión de la gravedad que aprendí hace 7 años, esto es lo que se me ocurrió:

La fuerza que experimenta un cuerpo mientras está en reposo en la tierra es g veces su masa donde g = aceleración debido a la gravedad o la fuerza de tracción ejercida por la tierra sobre todos los objetos. Es esta fuerza la que hace que la célula se desgaste eventualmente, lo que llamamos envejecimiento. Hay otros factores que causan el envejecimiento, pero la gravedad es la razón principal por la que envejecemos.
Ahora, ¿qué pasa si ejercemos una fuerza opuesta a la fuerza gravitacional? En ese caso, las 2 fuerzas se cancelan entre sí y el estrés experimentado por la célula es mucho menor. Por lo tanto, envejece más lentamente en condiciones de bajo estrés. Incluso los relojes funcionan lentamente en estas condiciones. Es por eso que Cooper nunca parecía envejecido.
Esto es válido incluso si está corriendo a una velocidad de 11.2 km / s, que es cuando no necesita gastar más de su energía para escapar de la fuerza de la gravedad. Idealmente, no envejecerás. Cualquier velocidad menor que eso introduce el envejecimiento en relación con la tasa de envejecimiento en reposo.

Así es como funciona el universo. La gravedad puede doblar el tiempo y cuanto más fuerte sea la gravedad, mayor será la diferencia en el tiempo. El tiempo, como muchas otras cosas, puede verse afectado por la gravedad


La línea de tiempo interestelar.

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