¿Por qué ocurren la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud?

Piénselo: nuestro planeta se mueve en el sistema solar a 30 km por segundo, y lo hace en direcciones opuestas en abril y octubre. Y sin embargo, toda nuestra experiencia y experimentos físicos muestran los mismos resultados, por ejemplo, la velocidad de la luz sigue siendo la misma sin importar en qué dirección la arrojes y en qué mes realices el experimento. Esto significa que las leyes de la física deberían ser prácticamente invariables de la velocidad actual. Y cuando cambia de un marco de referencia a otro (moviéndose en relación con el primero), las predicciones deben ser compatibles. Para que todo esto funcione, necesitamos reglas especiales para cambiar entre marcos de referencia, conocidos como transformaciones de Lorentz. Y estas transformaciones predicen la contracción de la longitud y el tiempo y también la existencia de un límite de velocidad global, en el que la luz se propaga.

La razón de arriba hacia abajo es que se requiere que el principio de relatividad se extienda al electromagnetismo y la luz (que es lo que el postulado acerca de la velocidad de la luz c en todos los cuadros es un proxy).

La razón de abajo hacia arriba en cualquier caso particular varía enormemente según los detalles del escenario, pero en general es un Ouroboros donde todos los nuevos efectos (dilatación del tiempo, contracción de la longitud, aumento de masa relativista, etc.) conspiran para reforzarse mutuamente.

Por ejemplo y en particular, el reloj relativista prototípico es un reloj ligero. Si se mueve transversalmente al eje de la cavidad, corre lento por el factor Lorentz [math] \ gamma [/ math] porque la luz pierde el tiempo persiguiendo el aparato. Si se mueve longitudinalmente, corre lento [math] \ gamma ^ 2 [/ math] debido a que la luz persigue el aparato, pero recupera [math] \ gamma [/ math] debido a la contracción de la longitud.

La razón de abajo hacia arriba para cualquier otro reloj será diferente. Para un reloj mecánico, generalmente implicará un aumento de masa relativista.

No hay explicación para la contracción de la longitud en la relatividad de vainilla porque no es una teoría cuántica y la materia sólida es un fenómeno intrínsecamente cuántico, pero se aplica la misma idea general.

La dilatación del tiempo y la contracción de la longitud son consecuencias de un hecho universal.

La velocidad de la luz es constante y finita, independientemente de dónde y cuándo la mida.

Entonces, tanto la dilatación del tiempo como la contracción de la longitud son las implicaciones de la velocidad finita de la luz.

Imagine que se proyecta un haz de luz desde un puntero láser en la pared izquierda de un elevador que sube a velocidad constante. En este caso, si analiza este problema desde un marco de tierra, el haz de luz recorre una distancia mayor (diagonal). Sin embargo, en el marco del elevador, el grano ligero se endereza cubriendo solo la distancia entre dos paredes del elevador.

Sin embargo, la velocidad de la luz es constante, por lo que incluso si el haz de luz viaja una distancia más corta en el marco del elevador, su velocidad permanece constante, por lo tanto, lo que puede ser una duración de un minuto para una persona en el suelo podría no ser un minuto para las personas en el elevador . Y algo similar sucede con las barras cuando la señal de medición toca la barra, sus posiciones han cambiado, al igual que la longitud aparente.

TL; versión DR:

Todo el tiempo la dilatación y esas cosas son básicamente mecánicas newtonianas, con el único cambio que es una velocidad finita de luz y transferencia de información en lugar de las instantáneas habituales que hemos considerado a menudo.

Suceden porque para satisfacer las ecuaciones de Maxwell y el principio de relatividad, debe suponer que la constante de velocidad electromagnética es la misma para todos los observadores.

La gente pasó mucho tiempo tratando de hacer que las ecuaciones de Maxwell fueran robustas para la relatividad. Por ejemplo, la contracción de Lorentz fue sugerida por Lorentz mucho antes de 1905.

Cuando reemplaza la geometría euclidiana de confianza + tiempo absoluto (E3T), con geometría euclidiana + conversión de espacio-tiempo (E3J = geometría minkowski), diferentes observadores ven lo que parece dilatación del tiempo, etc., pero las ecuaciones de Maxwell siguen siendo válidas.

Pero lo que realmente sucede es que las dilataciones y contracciones solo son evidentes para un observador inmóvil, el viajero real no ve estas cosas. En cambio, el tiempo que ve es menor que el tiempo coordinado desde la salida hasta la llegada: envejece menos.

Voy a responder una pregunta con … una pregunta (al final …)

Históricamente, pensamos que había un “éter” para transportar la luz. Si es así, variaría en velocidad a medida que cambiara la orientación del éter. (hacia ti, lejos de ti).

No … se demostró que la velocidad de la luz es la misma en todas las direcciones con respecto al movimiento en el espacio.

Konrad Lorentz … arrojó una ecuación que resolvería el problema. Los objetos se encogen en la dirección de su movimiento y se expanden a 90 grados con respecto a ese movimiento (y yo digo ‘tiró porque solo ofreció esto como una posible solución matemática, no la verdadera razón).

Einstein usó eso como punto de partida para la Teoría Especial y se dio cuenta de que la teoría requeriría TIEMPO para reducir la velocidad también … ya que los objetos obedecían la Contracción de Lorentz.

Y … la teoría ha resistido todas las pruebas.

Ahora. ¿¿¿POR QUÉ??? Porque es la realidad, a pesar de que va en contra de nuestros lentos … procesos de pensamiento vinculados a la tierra.

Ahora. pregunta. Tenga en cuenta que no separo la dilatación del tiempo y la contracción de Lorentz como DOS acciones físicas diferentes. ¿Necesitamos las ecuaciones de Lorentz Y las ecuaciones de dilatación del tiempo como si estuvieran separadas? Por ejemplo, podemos asignar dos atributos diferentes a un objeto.

entonces, usa la sección de comentarios para ayudarme.

Albert Einstein publicó su Paper of Special Theory of Relativity que trata que el tiempo y la duración también son relativos.

Piensa en un experimento mental en el que imagina que una nave espacial con alta velocidad sale de la Tierra que se mueve con velocidad cercana a la velocidad de la luz.

Luego demostró la forma de ecuación Time Dilation by Mathematics;

Después de eso probó la parte de contracción de longitud;

Gracias

Deje dos naves espaciales: una estacionaria y otra con velocidad v moviéndose en la misma dirección. Emiten un pulso de luz en la dirección en que se movían. Obviamente, los pulsos emitidos por la nave espacial estacionaria viajarán a la velocidad de la luz. Como la otra nave espacial se estaba moviendo, la velocidad del pulso de luz emitida por esta nave espacial era c + v (v = velocidad de la nave espacial). Pero según la relatividad especial, la velocidad de la luz es una relación constante con todo. Entonces, la velocidad de la luz desde los espacios en movimientohii también debe ser igual a la velocidad de la luz. Pero hemos observado que la velocidad del pulso de la nave espacial en movimiento es mayor.

Hemos visto aquí que si la velocidad de la luz no fuera constante, no se produciría dilatación del tiempo.

Este exceso de velocidad se compensa reduciendo el tiempo transcurrido ya que ambos son inversamente proporcionales entre sí. El intervalo de tiempo se acorta y, por lo tanto, el tiempo pasará más lento en la nave espacial en movimiento que en la estacionaria.

Cuanto más rápido te mueves por el espacio, más lento te mueves en el tiempo y viceversa.

La contracción de longitud también ocurre de manera similar. La dilatación del tiempo no es suficiente para mantener la velocidad constante, por lo que la contracción de la longitud también entra en juego para compensarla.

Esto se debe a la velocidad de un cuadro con respecto a otro cuadro. Esto se basa en el cálculo. La transformación de Lorentz es una muy buena teoría para comprender la contracción de la longitud y la dilatación del tiempo.

Ocurre porque la velocidad de la luz en el vacío parece la misma para todos los observadores: se deduce automáticamente que juzgan la duración y el tiempo de manera diferente.

La prueba de esta diferencia no es difícil, pero Quora es demasiado pequeña para contenerla.