¿La temperatura afecta el tiempo como lo hacen la gravedad y la velocidad?

Parte 1: Obtenga la ciencia de su pregunta correcta
Parte 2: tu respuesta

Parte 1: Obtenga la ciencia de su pregunta correcta

El cero absoluto es solo la energía mínima o la temperatura del estado fundamental de un sistema. En el cero absoluto, las frecuencias de oscilación molecular son aproximadamente un terahercio, un billón de ciclos por segundo, más o menos. Hay razones fundamentales por las que no puede reducir un sistema a cero absoluto, por lo que cualquier referencia adicional a él simplemente se considerará lo suficientemente cerca del cero absoluto.

Relatividad :

  1. Todos vivimos en un espacio-tiempo de 4 dimensiones. Percibimos directamente 3 dimensiones espaciales, pero podemos rastrear nuestro movimiento, nuestra línea mundial, a través de 4D usando nuestro reloj de pulsera. Nuestro reloj de pulsera mide nuestro “tiempo apropiado” y nuestro tiempo apropiado es la medida de la distancia que nos movemos a través del espacio-tiempo donde cada segundo es un segundo de luz o 300 millones de metros.
  2. Cada persona, reloj idéntico, partícula subatómica con masa, etc., se mueve a través del tiempo, su tiempo apropiado, cada uno experimenta exactamente la misma velocidad del paso del tiempo en todas las circunstancias.
  3. Cada persona vive en su propio marco de referencia y ve su propia porción 3D del espacio-tiempo 4D. Esto significa que a pesar de que todos nos movemos a lo largo de nuestra línea del mundo a la misma velocidad y, por lo tanto, experimentamos el mismo tiempo, la distancia que otra persona se mueve a través de su tiempo y espacio puede ser completamente diferente. Esto se ilustra típicamente en la Paradoja Gemela donde dos viajeros están en movimiento relativo, se encuentran más tarde y uno es más viejo que el otro. Los libros para principiantes sobre relatividad generalmente tienen al gemelo acelerado como el gemelo más joven, aunque esto no es necesario y una búsqueda rápida del AJP le dará soluciones alternativas.
  4. Aunque cada uno percibe nuestra propia porción de espacio-tiempo en 3D, hay una cantidad que es invariable, esto es, lo mismo para todos los viajeros: el intervalo espacio-tiempo. Podemos traducir las distancias a través del tiempo y el espacio entre nosotros y otros objetos en movimiento utilizando las transformaciones de Lorentz.

La velocidad no puede afectar el tiempo. Dos viajeros en movimiento relativo entre sí tendrán líneas del mundo en un ángulo que es el espacio-tiempo y cada uno cubre una distancia más corta a lo largo de la línea del mundo del otro (lo que significa que la cantidad de tiempo transcurrido siempre es menor para el otro viajero en movimiento, esta proyección de su línea del mundo sobre la suya es llamado el tiempo de coordenadas).

La gravedad no puede afectar el tiempo . Su noción de gravedad es cuasi-pre-relativista. La palabra gravedad proviene del latín gravitas y los primeros escritos sobre gravedad que conozco se remontan a Aristóteles y hasta que la gravedad de Einstein es esta “cosa” que se extiende, aplica una fuerza y ​​afecta los movimientos de cualquier cosa a su alcance. En la relatividad general, medimos distancias a través del espacio y el tiempo como en la relatividad especial, que es la distancia espacio-tiempo entre eventos. Resulta que las distribuciones de materia / energía afectan estas distancias haciendo que no sean uniformes. Esta no uniformidad, también conocida como espacio-tiempo curvo, es lo que Newton llamaría gravedad. La gravedad no puede causar la curvatura del espacio-tiempo, la curvatura del espacio-tiempo es la gravedad. En la película interestelar, el tiempo se movió más lentamente cerca del agujero negro en comparación con la Tierra. La gravedad no es algo que pueda hacer que el tiempo se desacelere, los relojes que marcan a diferentes velocidades es la gravedad. Esto puede parecer una trampa, pero tener esto en mente profundizará su comprensión de la relatividad.

Parte 2: tu respuesta

La temperatura es una medida de la densidad de energía, y una densidad de energía de cualquier tipo contribuirá al tensor de energía de estrés, una cantidad que determina la distorsión del espacio-tiempo. Entonces, en igualdad de condiciones, un reloj en una región de mayor temperatura, mayor densidad de energía, funcionará un poco más lento en comparación con un reloj que está en una región de menor temperatura, y un poco más lento aún en comparación con la densidad de energía mínima o cero absoluto.

“Todas las cosas son iguales” es una declaración bastante grande y modelar cualquier escenario realista complicará en gran medida la física. Mi propósito aquí es dar una respuesta directa a la pregunta en el contexto en el que se hace la pregunta.

En la escala Kelvin, 0 K (-273.15 C) es cero absoluto. En cero absoluto, cada partícula tiene la mínima cantidad de energía posible y la materia está perfectamente ordenada. No es prácticamente posible alcanzar esta temperatura.

Aunque las partículas tienen una energía mínima, no significa que todo sea estacionario. Incluso en un sólido en cero absoluto, los átomos se estarían moviendo.

Entonces, para responder a su pregunta, No, no hay efecto de la temperatura en el tiempo. El tiempo no parecería detenerse incluso para las partículas subatómicas.

Hay muchas ideas falsas y omisiones reflejadas en su pregunta.

La temperatura NO ES “simplemente otro tipo de movimiento”. Es una propiedad termodinámica. Omitiendo muchos detalles importantes, está directamente relacionado con la energía promedio de la partícula en el sistema analizado.

La dilatación del tiempo es una de las manifestaciones de la curvatura espacio-temporal, esta última es causada por la distribución de la densidad de energía. Por lo tanto, se puede afirmar, aunque de forma muy vaga, que la dilatación del tiempo depende de la temperatura. Pero es una declaración muy estricta y no debe usarse solo para hacer predicciones cuantitativas.

Luego, siguiendo su interpretación, una temperatura cero debe significar energía cero y, por lo tanto, curvatura espacio-tiempo cero, por lo tanto, no hay efectos de dilatación del tiempo. Pero hay más.

Si incluso suponer un vínculo directo entre la temperatura y la dilatación del tiempo, falta una parte importante. Recuerde la famosa fórmula de Einstein: REST MASS también es equivalente a la energía y causa curvatura espacio-tiempo. En realidad, en la mayoría de las circunstancias es la parte más importante (la buena gravedad newtoniana), y no depende de ninguna temperatura.

Además, no hay “materia en un estado donde el tiempo se detenga”. El tiempo nunca se detiene para el observador local. Puede acercarse a cero desde el punto de vista de un observador distante.

La masa produce gravedad al doblar el espacio-tiempo hacia la masa.

La gravedad afecta el tiempo (cuanto más cerca esté del centro de la tierra, más rápido viaja el tiempo).

Entonces la misa afecta el tiempo.

Pero la masa es energía (E = MC2).

Por lo tanto, la energía afecta el tiempo.

La temperatura es la velocidad de los átomos. Cuanto más rápida sea la velocidad, más energía térmica.

Por lo tanto, la temperatura es energía.

La temperatura afecta el tiempo.

Aunque su pregunta no está enmarcada en un lenguaje agradable para los físicos, es, sin embargo, una pregunta brillante. Aparte de esta observación, solo puedo diferir a otros. Sigue haciendo buenas preguntas.

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