Durante su año en el espacio, Scott Kelly experimentará una dilatación del tiempo relativista especial debido a su alta velocidad, mientras que su hermano Mark experimentará una dilatación del tiempo relativista general debido a estar más profundo en el pozo de gravedad de la Tierra. ¿Qué hermano habrá envejecido más al final de la misión?

Dependiendo del campo de gravedad y la velocidad de la nave espacial, podrían encontrarse a la misma edad.

Actualizar:
Creo que el interrogador ya entiende mi punto, pero un anónimo molesto apenas entiende el concepto.
Primero, la relatividad especial es un reino “especial” de la relatividad general. Es un espacio-tiempo localizado. Cuando tienes velocidad puedes contraer el espacio-tiempo. Pero esta contracción es local, solo y solo para usted.
En segundo lugar, la relatividad general, por otro lado, no está localizada. Todos los planetas de este sistema solar afectados por el espacio-tiempo doblado del Sol, todos los objetos de esta galaxia afectados por el agujero negro central, y así sucesivamente. Esto también es una contracción.

Entonces tienes 2 tipos de contracción; contracción por velocidad y contracción por masa (gravedad). Ese es el punto central de la ecuación de relatividad de Einstein. El espacio-tiempo está formado por la energía (velocidad / momento) y la masa (masa inercial).

Lleva a una pregunta interesante; ¿Qué sucede si un objeto masivo (como las estrellas) se mueve cerca de la velocidad de la luz? ¿Qué tipo de contracción produce?
Dejaré esta pregunta para tu imaginación.
————-

De vuelta a la tierra con nuestros satélites gemelos y GPS.
Encontré este enlace con una búsqueda rápida en Google: GPS y relatividad
Dijo que los satélites GPS se ralentizan 7 microsegundos por día debido a su velocidad. Al mismo tiempo, debido a la gravedad gravitacional, va más rápido 45 microsegundos por día. Entonces la red es 38 microsegundos más rápida.

Si el gemelo A está en la Tierra y el gemelo B va junto con el satélite, tendrán 38 ms diferentes por día (el gemelo B envejecerá más).

Ahora, el gemelo A quiere igualar el reloj de su hermano, él sube al Himalaya para bajar su gravedad. Y lleva a otra pregunta interesante: ¿qué tan alto debería subir para que coincida con el reloj de su hermano?
Una vez más, te dejaré esta pregunta para que ejercites la diversión.

Salud.

La respuesta muy general a todas las preguntas de esta naturaleza es que quien acelera menos envejece más.

Tome dos eventos: primero, cuando los gemelos se despiden, y segundo, cuando se reúnan un año después. Estos eventos en el espacio-tiempo están conectados por las líneas de palabras de los dos gemelos. La “longitud” relativista de estas líneas mundiales, también llamada “tiempo apropiado”, es la cantidad de tiempo medido por un reloj (ya sea mecánico o biológico) que viaja a lo largo de esa línea mundial.

Este tiempo apropiado es máximo para las líneas mundiales que representan movimiento inercial (sin aceleración) entre los dos eventos. Cuanto más se acelera (cambia de dirección y / o velocidad), menos tiempo medirá el observador a lo largo de su línea mundial. Como un ejemplo extremo, un observador que acelera instantáneamente a casi la velocidad de la luz, viaja la mitad del tiempo en una dirección, gira instantáneamente y viaja en la otra dirección, no habrá experimentado ningún tiempo transcurrido medible, a pesar de haber viajado casi un año luz completo.

Entonces, cada vez que escuche una formulación de la paradoja del gemelo en la que uno de los gemelos se queda quieto, el otro gira (cambia de dirección y / o velocidad, es decir, acelera), sabe instantáneamente que es el primer gemelo que envejecerá más.

Y cada vez que escuchas una versión de la paradoja de los gemelos en la que los gemelos no se vuelven a encontrar, no es una paradoja en absoluto; las edades relativas de los gemelos en un momento dado dependen de quién está mirando, porque “en cualquier momento” (es decir, simultaneidad) a lo largo de dos líneas mundiales diferentes depende del observador, y lo que un observador ve como eventos simultáneos en diferentes lugares, otro no.

More Interesting

Entiendo que la próxima semana se usará el LHC para buscar evidencia de dimensiones de orden superior. ¿Cuáles son las amplias implicaciones de descubrir pruebas de que existen?

¿Cómo explica la relatividad general el baricentro?

¿Por qué la relatividad especial tiene una contracción de longitud?

¿Es teóricamente posible acercarse lo suficiente a un agujero negro para ralentizar significativamente el tiempo en relación con la tierra sin ser devorado?

¿Cómo sería el mundo si las unidades de acción no se cuantificaran?

Teniendo en cuenta los efectos predichos por la relatividad especial, ¿crees que podremos viajar distancias realmente grandes en el futuro?

¿Es la teoría de cuerdas más difícil que la relatividad general en su momento, necesitaríamos otro "Einstein" para eso?

¿Cuántas matemáticas necesito aprender para unirme a un curso extenso de física cuántica (mecánica y electrodinámica)?

¿Cómo se puede crear una teoría si no entendemos todos los aspectos de ella? Más específicamente, la relatividad.

¿Está un agujero negro en su mayor parte vacío entre el núcleo y el horizonte de eventos?

¿Todas las obras de Einstein han sido probadas experimentalmente?

Si una singularidad dentro de un agujero negro es infinitamente densa, debe tener una gravedad infinita. Entonces, en teoría, ¿podría el tiempo revertirse?

¿Cuáles son las leyes de la teoría de la relatividad?

¿Qué habilidades matemáticas se necesitan antes de estudiar la relatividad general?

En relatividad especial, ¿cuáles son algunos conceptos erróneos comunes y sutiles, como la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud?