¿Cuál es la mejor manera de explicar la dilatación del tiempo a otra persona?

La mejor manera consiste en los siguientes pasos:

1. Asegúrese de que la otra persona quiera saber algo al respecto y esté listo para entender la respuesta. De lo contrario, solo te entretendrás a expensas de molestarlos.
2. Comience con la dilatación del tiempo gravitacional, porque no hay paradojas aparentes involucradas. Los relojes inferiores marcan más lentamente. Todos los observadores estarán de acuerdo. La gravedad ralentiza los relojes. La relatividad general no proporciona explicaciones constructivas o causales, pero uno podría imaginar razonablemente que con más masa cerca, hay más interacciones cuánticas involucradas en el tictac de los relojes.
3. Solo si eres realmente valiente (o tonto) deberías entrar en la dilatación del tiempo de Relatividad Especial. Ninguna de las explicaciones comunes funciona (o no obtendrías tantas preguntas sobre ellas en Quora). No mucha gente está lista para aceptar la relatividad de la misma, es decir, que mi reloj funciona más lentamente para un observador en movimiento. Pero puede comenzar con eso, y solo entonces señalarme que el reloj del observador en movimiento funciona más lentamente. Prefiero explicarlo todo como el movimiento de los relojes, y dejar de lado las preguntas de una dimensión del tiempo, los diagramas de Minkowski y todo eso. Pero la tendencia hoy en día es usarlos. Si va a hacer eso, pida hablar con una persona común (al mismo nivel que la persona con la que va a hablar) que se lo explicó de esa manera y que lo entiende a su entera satisfacción. Luego intente copiar la explicación que recibieron exactamente. Si funciona, regrese y publíquelo aquí porque a mucha gente le gustaría saberlo. ; )

Usted y todos y todo siempre viaja a la velocidad de la luz, c. Lo que usted piensa como “quedarse quieto” es realmente viajar en la dirección del tiempo (a lo largo de la cuarta dimensión) pero no moverse en las otras tres dimensiones espaciales familiares. Cuando te mueves en relación con otras cosas, significa que tu velocidad sigue siendo c, pero no está alineada con la velocidad en el tiempo de las otras cosas con las que te estás moviendo. Entonces, de acuerdo con su dirección de tiempo, se está yendo en ángulo, y dado que su velocidad todavía es solo c, no está utilizando tanta velocidad para moverse a lo largo de su dirección de tiempo. Te ven moviéndote menos rápido a través del tiempo que ellos. Pero, por supuesto, esto es simétrico; los ves viajando menos rápido a lo largo de tu dirección del tiempo. Esto es relatividad: el tiempo no es algo global en general, es privado a lo largo de cada camino a través del espacio-tiempo. Entonces, la dilatación del tiempo es la velocidad reducida de desplazamiento en la dirección del tiempo de las cosas con las que te estás moviendo. Si imagina proyectar su vector de velocidad de espacio-tiempo en el vector de velocidad “sin mover cosas”, obtiene la dilatación del tiempo que perciben.

Aquí hay un diagrama que muestra su camino en movimiento a través del espacio-tiempo como la flecha roja sólida. Vas a la mitad de la velocidad de la luz. Entonces, la proyección de su frecuencia de reloj en el mundo inmóvil es solo 0.866 de la frecuencia de reloj que observa. Te pareces lento para ellos, y ellos te parecen lentos para ti.

La forma simple que no crea contradicciones desconcertantes, utiliza relaciones de energía. Un reloj en un campo gravitacional corre lento basado en la velocidad de escape requerida para extraer el reloj del campo ‘g’. Si se sincronizan dos relojes en el servicio de tierra y, posteriormente, uno se acelera a una velocidad alta, el reloj de alta velocidad funciona más lentamente que el reloj fijo. Tiene un KE más alto. La relatividad da las mismas respuestas usando el espacio y el tiempo que la variable de coordenadas, pero debido a que SR predice que dos relojes en un movimiento relativamente uniforme juzgarán que el otro corre lento, el resultado recíproco es ilusorio independientemente de qué marco se comparen más tarde. A pesar del hecho de que nunca se ha realizado tal experimento, la equivalencia de todos los marcos inerciales todavía se enseña como verdad axiomática.

Consulte la teoría de la relatividad remodelada (Biswas y Mani) para obtener una descripción general

Supongamos que hay dos marcos de referencia inerciales: denotaré marcos de referencia inerciales con [math] R [/ math]

[matemáticas] R (1): cohete [/ matemáticas] que viaja con una luz en el interior. La luz se mueve de la fuente a un espejo y luego nuevamente a la fuente.

Llamemos la distancia desde la fuente al espejo [matemáticas] d. [/ Matemáticas]

[matemáticas] R (2): [/ matemáticas] Hay un observador afuera, mirando el espejo que está dentro del cohete.

Ahora, si un individuo dentro viera que la luz se movía, se movería a lo largo de un camino recto. Sin embargo, para el observador, la luz se moverá de lado. Por lo tanto, si el observador estuviera dentro:

[matemáticas] \ Delta t_ {0} = \ dfrac {2d} {c} [/ matemáticas]

Dado que [matemáticas] \ dfrac {d ^ {2} x} {dt ^ {2}} = 0 [/ matemáticas]

Sin embargo, dado que para el observador aumenta la distancia de la luz, también debe hacerlo el tiempo.

Para el observador, dado que el cohete se mueve, la distancia a lo largo del eje x se puede llamar [matemática] u \ Delta t. [/ Matemática]

Ahora, desde el caso de los observadores, la distancia (l) para la cual el haz de luz golpea el espejo sería

[matemáticas] \ dfrac {c \ Delta t} {2} [/ matemáticas]

Como resultado,

[matemáticas] l = \ sqrt {d ^ 2 + \ dfrac {u ^ 2 \ Delta t ^ 2} {2 ^ 2}} [/ matemáticas]

lo que significa

[matemáticas] \ Delta t = [/ matemáticas] [matemáticas] \ dfrac {2l} {c} [/ matemáticas]

Sin embargo, dado que d permanece igual en todos los marcos de referencia, podemos escribir la ecuación anterior para el tiempo en términos de [matemáticas] \ Delta t_ {0} [/ matemáticas]

Lo cual, con un poco de manipulación algebraica nos da

[matemática] \ Delta t = \ dfrac {\ Delta t_ {0}} {\ sqrt {1- \ dfrac {u ^ 2} {c ^ 2}}} [/ matemática]

Lo que muestra que [math] \ Delta t> \ Delta t_ {0} [/ math]

Porque [matemáticas] u

Hay una excelente serie en youtube.com, donada por el Jet Propulsion Laboratory en Caltech, llamada The Mechanical Universe … and Beyond .

Su episodio sobre la transformación de Lorentz, # 42, es excelente para explicar la dilatación del tiempo, al menos en relatividad especial. Para general, se pone un poco (mucho) más desordenado.

Es simplemente porque la velocidad de la Luz es constante independientemente de la velocidad del observador que mide http: // it. Es una constante universal como todas las demás constantes universales y las cuatro fuerzas de la naturaleza que los científicos están tratando de expresar con una sola ley. Nueva idea científica de la teoría de cuerdas surge de esto.

Como velocidad [math] \ uparrow [/ math] tiempo [math] \ downarrow [/ math].

El tiempo está determinado por la velocidad de la luz, por lo que cuanto más rápido se mueva, más lentamente podrá alcanzar la luz, por lo tanto, más lento.

La dilatación del tiempo es, literalmente, el fenómeno más complejo y único conocido en el universo. Es directamente responsable de la mayoría de la relatividad. Dicho esto, en mi opinión, la mejor manera de comprender y enseñar la relatividad es eliminar a la raza humana de la ecuación. Dado que la raza humana no tiene un concepto de tiempo, (es decir, no importa qué velocidad fluya el tiempo, poseeremos un concepto inmutable de su paso). Esta es la única opción lógica.

En lugar de intentar comparar nuestras percepciones de cómo aparecería el tiempo, use conceptos directos de variaciones físicas del espacio local para mapear cómo se verían estos efectos en comparación con otras instancias del espacio local. Esta es la única forma de tener una visión de lo que está sucediendo más allá de nuestros propios prejuicios perceptivos. Si bien la transformación lorentz es una herramienta genial para los fenómenos de ingeniería inversa para eliminar nuestro sesgo perceptivo, en mi opinión, esto nunca debería usarse para transformar el universo en una visión basada en nuestra percepción, que es una práctica común en la academia moderna.

Si me preguntas, una vez que nuestras percepciones ya no nublan el tema, la relatividad se vuelve extremadamente simple de cuantificar. Al comparar marcos con otros marcos en lugar de marcos con nuestra perspectiva local, comienza a ver exactamente hasta qué punto nuestras percepciones son erróneas.

Un mapa apropiado de variables físicas de los cuerpos celestes es mucho más confiable que nuestro concepto de cómo viajaría la luz allí si me preguntas. Esto se vuelve extremadamente importante en conceptos como la contracción a distancia.