Astrofísica: si un hombre de 48 años fuera de la Tierra a Saturno a la Tierra en 2.5 años (perspectiva de la nave espacial), ¿cuántos años tendría su hija de 15 años cuando regrese?

Piense en el tiempo como “cambio”. Hay un cambio cuando cualquier forma de energía se mueve de alguna manera. Si algo se movía, tomaba tiempo. En el medio del espacio exterior, en algún vacío donde aún no ha llegado la luz o la onda de energía, y la temperatura es cero, no hay tiempo.

¿Qué es esto sobre la dilatación del tiempo? En la realidad normal cuando tocas algo, ¿qué estás tocando? Las capas externas de electrones de las moléculas de su piel están siendo afectadas por las capas externas de electrones del material que toca. Esto es normal, a velocidades y temperaturas normales de todos los días. La velocidad orbital de los electrones en esas capas es aproximadamente la velocidad de la luz.

¿Qué pasa si comienzas a ir más rápido y tocas los controles de tu nave espacial? Nada cambia hasta que comienzas a acercarte a la velocidad de la luz. ¡Vamos hasta la velocidad de la luz! Su dedo casi toca el botón … Se envía un impulso en su cerebro a los músculos que hará que el dedo presione hacia abajo. Pero todas las fuerzas eléctricas en su cuerpo ya están yendo tan rápido como pueden. ¡Ya van en la dirección del viaje a su velocidad máxima! El impulso no puede llegar a tu dedo. E incluso si pudiera, su dedo ya está yendo hacia el botón tan rápido como puede moverse. ¡El botón se mueve tan rápido como puede y, por lo tanto, no se puede presionar! Todo está congelado en el tiempo.

En cuanto a la dilatación del tiempo, los átomos del reloj ya se están moviendo tan rápido como pueden moverse, por lo que el reloj no puede hacer un tic más. El tiempo se ha detenido. Todo movimiento relativo se ha detenido. Es decir, todo lo que se mueve a la velocidad de la luz no puede moverse más rápido. Ni siquiera 1 mph más rápido. Los depósitos electromagnéticos no pueden moverse más rápido. No pueden interactuar de ninguna manera. En cierto sentido, se mueven a la velocidad de la luz. En otro sentido, no se mueven en absoluto.

Eso es a la velocidad de la luz. Pero los efectos no solo ocurren a la velocidad de la luz. Los efectos comienzan cuando te acercas a la velocidad de la luz. Algunos dicen que es notable por encima del 80% de la velocidad de la luz, que es de aproximadamente 148,800 millas por SEGUNDO.

Así que no se preocupe por la dilatación del tiempo en ningún caso de viaje humano normal.

La distancia de la Tierra a Saturno y viceversa cuando el cuervo (espacial) vuela es en promedio de unos 1.200 millones de km (¿A qué distancia está Saturno?). Si volara directamente hacia allí y de regreso a esta distancia promedio en 2.5 años, viajaría aproximadamente [matemática] 30 ms ^ {- 1} [/ matemática]

Una nave espacial real no estaría viajando directamente, los viajes alrededor del sistema solar tienen caminos complicados, pero esta velocidad es tan baja que realmente no cambiaría nada si estuviera viajando diez veces más lejos.

Si suponemos que el viaje tomó 2 años y 6 meses según el piloto (esta distinción de quién observó el tiempo necesario debe hacerse en cuestiones de relatividad), entonces su viaje, según su hija, habrá tomado 2 años , 6 meses y 400 nanosegundos. ¿No vuela el tiempo?

Para tener una dilatación del tiempo realmente apreciable en una escala tan pequeña como nuestro sistema solar, querrá realizar el viaje en horas o la mayoría de los días. La dilatación realmente no se arrastra sustancialmente en la ecuación hasta que viaje a más del 80% de la velocidad de la luz. Y la luz es muy rápida.

Aquí está la ecuación para usar. Es una ecuación de transformación de Lorentz como la utilizada por Einstein en su Teoría especial de la relatividad. El valor de v ^ 2 / c ^ 2 es aproximadamente 0.00000001, entonces sqrt (1-0.00000001) es aproximadamente 0.999999995

2.5 años / 0.999999995 = 2.500000013 años

En segundos son 78840000 segundos / 0.999999995 = 78840000.39 segundos

Entonces la diferencia es 0.39 segundos

Hola, soy la misma persona anónima que hizo la pregunta. 🙂

Digamos que la nave espacial se mueve alrededor de mach 100 o algo así. 🙂 ¿La dilatación del tiempo crearía una discrepancia obvia en el tiempo que pasaría para el hombre en la nave espacial con el tiempo que pasaría para su hija en la Tierra? ¿Cuántos años habrían pasado en la Tierra si el hombre hiciera un viaje de ida y vuelta de la Tierra a Saturno a la Tierra en aproximadamente dos años y medio (o tal vez menos que eso si estar en mach 100-ish es realmente tan rápido)?

Esta sería mi primera pregunta en Quora, y no sé mucho sobre física y astronomía, pero realmente me encantaría saber la respuesta a esta pregunta que me ha estado molestando durante horas e instó a inscribirse en este sitio. ¡Gracias! 🙂

A la velocidad de la luz, el viaje duraría aproximadamente 2.5 horas. Si lo haces en 2.5 años, dudo que sea lo suficientemente rápido como para que ocurra una dilatación relativista del tiempo.

More Interesting

¿Cómo se crea un campo vectorial por un campo escalar y viceversa?

¿Cuál es la diferencia entre física teórica y física fenomenológica?

¿Cómo puede el orden complejo salir del caos extremo?

¿Cuál es el significado físico del momento de inercia?

¿Qué problemas abiertos en matemáticas tienen un significado particular para los problemas en física?

Me acabo de enterar del problema de los cicloides / braquistocronas, y me dejó alucinado. ¿Alguna otra maravilla de matemáticas / física que sea igual o más increíble?

¿Qué pasa si la gravedad es simplemente la suma de todos los fenómenos de ondas interactivas en el espacio-tiempo que resulta en un movimiento neto que converge a la fuente mayoritaria, es decir? cuerpos masivos? ¿Podría ser?

¿Cómo realizan los electrones los cálculos matemáticos?

¿Cómo se calcula matemáticamente la ventaja de velocidad en línea recta de DRS (aproximadamente)?

¿Cómo es el valor de pi determina si todas las fórmulas que tenemos son sólo aproximaciones?

¿Qué es una función energética?

¿Qué se debe saber en matemáticas y física a los 20 años para poder trabajar en la teoría de cuerdas y los descubrimientos actuales?

¿El Axioma de elección es crítico para la base matemática de cualquier teoría física?

¿Cómo puedo empezar a gustarme la física y las matemáticas, si no me interesa lo primero y odio lo segundo?

¿Por qué los matemáticos están interesados ​​en los invariantes de Gromov Witten?