¿Cómo ocurre la dilatación del tiempo para dos observadores que se acercan?

“Los relojes en movimiento funcionan lentamente” es una forma común de explicar los efectos relativistas, pero siempre he encontrado que la declaración es extremadamente confusa. Como se ha señalado, el cual observador se mueve depende de qué marco que se encuentre, y se podría pensar que por lo tanto no es una simetría a la dilatación del tiempo, es decir, que ambos observadores informarían la medición de una duración más larga entre dos eventos que el otro. Esto hace que claramente no tiene sentido, y las mentiras de avería de la mala redacción de “relojes en movimiento funcionan lento”, que, aunque es cierto, nos lleva directamente a la confusión.

Permítanme ahora a dar una declaración más clara: Cuando dos observadores miden el tiempo necesario y la distancia entre dos eventos, el que mide la distancia mayor también mide el tiempo mayor.

¿Cómo se relaciona esto con “los relojes en movimiento funcionan lentamente”? Bueno, imagina que estás en la Tierra. Me ves de zoom en una nave espacial, viajando desde el Sol a Alfa Centauri, y decido medir el tiempo que me llevará a completar el viaje. Ahora, esos dos eventos están separados por 4 años luz de su marco, pero en mi cuadro, que se produzcan en el mismo lugar (bordo de la nave). Por lo tanto, medirás el mayor tiempo, y parecería que un reloj a bordo de mi nave funcionará lentamente. Entonces la afirmación que todos conocemos y amamos funciona.

Ahora, tomemos los muones atmosféricos como ejemplo. Imagine dos observadores, uno en la Tierra y otro siguiendo al muón, ambos midiendo la vida útil del muón usando sus propios relojes. Ambos comienzan sus relojes cuando se crea el muón, y se detienen cuando se descompone. El observador en la Tierra inicia el reloj cuando el muón está, por ejemplo, a 10 km sobre la superficie, y lo detiene cuando se descompone al nivel del mar. Por otro lado, el otro observador, que está siguiendo junto con el muón, básicamente ve el pop muón a la existencia, permanecen estacionarios para un poco, y luego la decadencia. El muón nunca se mueve.

Claramente, el observador de la Tierra mide una separación mucho mayor entre la creación y la descomposición del muón y, por lo tanto, mide el tiempo más largo.

Creo que esto lo explica mejor;

El gemelo A usa la hiperesuperficie de simultaneidad de A para determinar que, cuando el reloj de A lee “-4”, el reloj de B lee “-2”. Cuando los gemelos se encuentran, ambos relojes dicen “0”. Por lo tanto, el gemelo A infiere que 4 unidades de tiempo pasaron en el reloj A, mientras que solo 2 unidades pasaron en el reloj B. Por lo tanto, el gemelo A infiere que el reloj B corre más lento que el reloj A. Twin B hace la inferencia correspondiente sobre el reloj A.

En cuanto al ejemplo de muones en los detalles de su pregunta, debe comprender que aunque no hay marcos de referencia de descanso absoluto para las leyes de la física, hay un marco de descanso en comparación con el fondo cósmico de microondas (ver anisotropía dipolo CMBR) en qué velocidad se mide el Universo como la más antigua. Nuestro grupo local de galaxias parece moverse a 627 ± 22 km / s en relación con el marco de referencia del CMB.

Esta es la vista sin calibrar en el CMB, con la Vía Láctea horizontalmente en el centro;

Esta es la versión calibrada;

Entonces, para los muones, el Universo no es muy viejo en absoluto, y la distancia desde su punto de partida hasta la Tierra es muy pequeña. Para algún marco de referencia donde la tierra y los muones se acercan entre sí a la misma velocidad (ambos muy cerca de la velocidad de la luz: la relatividad especial puede ser poco intuitiva), es como con la situación de los gemelos arriba, pero con un Universo relativamente joven y distancias relativamente cortas en el medio.

Cuando después de los muones, el Universo es muy joven y cortas en su dirección de movimiento ya que es muy lejos de ser el marco de referencia CMB, pero cuando después de la tierra, el universo es bastante antiguo y grande, ya que es mucho más cerca de la CMB (ampliando ) marco de descanso.

En su análisis, parece que ha olvidado que la simultaneidad no es un invariante. Es decir, el “momento en el que pasan unos a otros” es diferente en diferentes marcos de referencia.

El ejemplo clásico de esto es la “paradoja barnpole” en el que un corredor muy rápido, corriendo a reclamaciones 0.99c se puede forzar el polo de contrato para que los ajustes de polo en el granero a pesar de que es más larga (en un marco de referencia donde ambos son estacionarios) El agricultor no está de acuerdo, ellos hacen el experimento. Pero ya que el agricultor se cierra la puerta cuando los observadores la culata del polo pasa por la puerta, que ahora pasa a una hora diferente en el marco de referencia del corredor, que observa la contratación poste. Pero el corredor ve que el granero se contrae, por lo que observa que el poste golpeó la pared antes de que el granjero cierre la puerta.

OIA, no sólo es diferente simultaneidad en diferentes marcos de referencia, pero que puede tener en un marco, una pasa antes de que B, mientras que en otro marco, B ocurre antes A.

Tiene dificultades para envolver su cabeza en torno a la situación porque algo está en el camino: una idea que el tiempo es una especie de cosa fija, que no hay tal cosa como el “momento correcto”. Si cada uno dice que el reloj del otro es lento, ¿uno debe estar equivocado?

La dilatación del tiempo es una consecuencia fácilmente derivable de la invariabilidad de la velocidad de la luz en todos los marcos de referencia inerciales. Entonces, primero entienda el “marco de referencia”. Sus programas de comentario que no lo hacen. Te has confundido, nuevamente, por una situación mucho más compleja, la paradoja gemela, que implica la aceleración. Esta situación no lo hace. En la paradoja gemela, las personas y cómo envejecen es el reloj. Pero deja eso a un lado.

Ya sea que los observadores están cerca o lejos no hace ninguna diferencia en absoluto, simplemente te confunde.

Hay dos observadores. Que establece dos marcos de referencia. No hay límite para el tamaño de estos cuadros, un cuadro de referencia no está limitado, se extiende hasta el infinito. Estos dos marcos de referencia tienen una velocidad constante entre sí. Los marcos de referencia no se cruzan, son co-existente en todas partes. Recuerde, un “marco de referencia” es sólo una interpretación, no es una cosa física.

“El momento en que pasan uno al lado del otro” muestra que puede tener una idea del “momento” como si fuera algo fijo. Sin embargo, en este caso, eso es irrelevante. Hay un momento de aproximación más cercana, y esto es simétrico, podemos decir que esto establece un “tiempo de evento” fijo en ambos cuadros. Podemos imaginar un enfoque de los observadores que está tan cerca y el método de identificar el momento en que es tan rápido, que podemos afirmar la simultaneidad, para estos dos observadores. Tenga en cuenta que se trata de los observadores que definen la simultaneidad, no es una característica de los marcos de referencia. Esta simultaneidad es un evento que es independiente de las velocidades. ¡Hacer clic!

Sin embargo, ¿cómo pueden comparar sus relojes? Para comparar los relojes * requiere dos eventos “, que se supone que ser simultánea.

En la práctica, lo que es equivalente a “comparación de reloj” se puede hacer observando la frecuencia de la luz emitida. Se observa una línea espectral particular, que tiene una frecuencia conocida. Puede convertir eso en un reloj, como con cualquier evento periódico. La luz muestra la “hora local” desde donde se emite. Sin embargo, me imagino que puedes entender el cambio Doppler. Si la fuente de luz se acerca a nosotros, la frecuencia se desplaza hacia arriba. Si retrocede, se desplaza hacia abajo.

El número total de oscilaciones de luz, contados, se “tiempo transcurrido” para que el reloj, por lo que suponer cada observador tiene una fuente de luz, el mismo proceso físico crearlo, un estándar de tiempo, se puede observar estándar de tiempo de los demás.

¿Qué va a ver cada observador? Tienes una intuición correcta de que su situación es simétrica, por lo que cada uno verá lo mismo que el otro. A medida que se acercan, la frecuencia se desplaza hacia arriba, medida que se alejan, se desplaza hacia abajo. A medida que pasan, hay un cambio cero.

¿Qué? desplazamiento del cero a medida que pasan? ¡Pero pensé que los relojes serían diferentes! Sin embargo, cuando pasan, tienen una velocidad relativa cero en la dirección de propagación de la luz entre ellos. Necesitamos usar un reloj diferente, o medirlo de una manera diferente. ( “Velocity”, entonces, tiene una dirección, y si queremos trabajar todo esto en detalle, las cuestiones de dirección. La dilatación del tiempo varía en función de la orientación?)

Acabo de pasar el punto de máxima aproximación de mis conocimientos con respecto al conocimiento absoluto. Recorrí este camino un poco, y me topé con paradojas, intentando entender cómo los Observadores medirían el reloj del otro. Básicamente, en un intento de evitar las matemáticas, que pude haber evitado la dilatación del tiempo. Aquí es que la exploración, hasta el momento. Alguien que conoce la física a, supongo, detectar las suposiciones incorrectas.

Así que imagine una fuente constante que ambos puedan observar. Están de acuerdo con esta fuente como estándar de tiempo. Para divertirse, coloque esta fuente en el punto donde los observadores no solo pasarán, sino que colisionarán y desaparecerán en un destello de luz. Ambos observadores verán este reloj común. Ambos lo verán Doppler desplazado hacia arriba, lo mismo. Ya que está mostrando más ciclos por unidad de tiempo que sus programas locales de origen, deben tener el tiempo más lento. Al mismo tiempo. Eso es porque estaban de acuerdo en un estándar común, en un marco de referencia con los que tienen la misma velocidad (pero en direcciones opuestas), y que son simétricas con respecto a la posición de ese estándar.

Bien, ahora cambia la situación. Dejaron pasar uno al otro. ¡Uf! ¡Eso estuvo cerca!

De alguna manera, para conmemorar la Gran Supervivencia, establecen el estándar de tiempo común en ese punto de acercamiento más cercano. El estándar de tiempo muestra ahora desplazamiento Doppler en la otra dirección, que se aleja de ella.

Si el tiempo es el número de clics * * observados desde una fuente de clics de frecuencia conocida, el tiempo depende de nuestra velocidad con respecto a la fuente de clics. Si nos estamos acercando a la fuente, nuestro
El tiempo es lento con respecto a eso. Si nos aleja de ella, nuestro tiempo es rápido en comparación con ella. Pero, ¿qué es “lento” y qué es “rápido”? Se definen como clics por unidad de tiempo, en comparación con un estándar. Por unidad de tiempo.

Hasta ahora no he tenido en cuenta la dilatación del tiempo. Desde las posiciones del observador, el estándar de tiempo común es lento. Que se espera de la dilatación del tiempo. En la situación anterior, el estándar de tiempo común parecía rápido. En ambos casos, los clics del estándar de tiempo aparecen simultáneamente en cada observador. ¿”Simultáneamente” según qué estándar? Al estándar de un tercer observador en el marco de referencia del estándar de tiempo.

Lo que puedo haber mostrado aquí es cómo nuestros conceptos de tiempo y simultaneidad, incluidos mis propios conceptos, interfieren en la comprensión del tema del tiempo relativo.

Cuando personalmente derivé dilatación del tiempo de la velocidad constante de la luz, fue en un experimento gedanken donde la luz se establece un reloj estaba moviendo en la misma dirección que la fuente o el observador. La luz rebotaba de un lado a otro entre dos reflectores, por lo que se movía con la velocidad del reloj o se movía en sentido contrario. No miré el caso general.

Entonces, mi consejo, en este punto: la dilatación del tiempo es ampliamente aceptada por aquellos que han hecho una exploración mucho más profunda de esto. Si bien esto no prueba que tienen razón, sí establece que si el concepto parece mal, probablemente hay supuestos que se interponen en el camino a cabo. Por lo que el proceso de comprensión puede implicar dejar ir de supuestos, para llegar a una nueva perspectiva. Tome su tiempo. Explorar.

Sea bueno para identificar y dejar de lado las suposiciones. Poniendo muy bueno en esto, puede empezar a ampliar las fronteras de la ciencia. Tal vez. Probablemente no al principio.

No vi errores en las otras explicaciones, solo que podrían no comunicarse de manera efectiva, por eso comencé a escribir esto.

Voy a seguir las respuestas aquí y ver si mis propios dilata entendimiento con el tiempo y la experiencia.

La tasa de envejecimiento no es una consideración hasta que los dos se encuentran. No existe una conexión entre los dos marcos de referencia y es imposible comparar una con la otra.

En efecto, sin contacto previo o el intercambio de información, cada uno no existe para el otro hasta que se encuentran.

Solo cuando comparten un marco de referencia común se vinculan sus edades.

A partir de ahí se puede empezar a comparar y decidir, en los movimientos posteriores de los dos, que envejecerá lento o más rápido … o permanecer igual.

Con respecto al muón. En lo que a nosotros respecta, solo se ven afectados por la dilatación del tiempo porque comienzan a compartir un marco de referencia con la Tierra.

Viajan al 95% de c en relación con la Tierra y, por lo tanto, están sujetos a dilatación del tiempo.

A medida que su tiempo se extiende, tienen tiempo para llegar a la Tierra.

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