¿Existe algún experimento mental que haga que la dilatación del tiempo debido a la gravedad sea más intuitiva?

El profesor Brian Cox dio una excelente explicación intuitiva para esto en una conferencia en el Royal Institute y transmitida por la BBC.

Dibujó una transparencia superior con espacio a lo largo del eje x, y el tiempo hasta el eje y, y dos personas en diferentes puntos en el espacio, cada una trazando una línea vertical hacia arriba a medida que avanza el tiempo. Cada segundo, la persona-A envía una señal de salida perpendicular a su viaje (así en el espacio) hacia la persona-B, que la recibe algún tiempo después, pero regularmente a una por segundo.

Luego, cuando la persona A comienza a alejarse de la persona B y se dirige hacia un agujero negro cercano, su trazo vertical comienza a doblarse hacia el agujero negro, por lo que sus mensajes directos a la persona B se disparan perpendicularmente a su ahora no largo camino paralelo, llegan a la persona-B en un ángulo más alargado, algún tiempo más tarde que el original por segundo.

La razón de la curva en el camino de la persona-A es porque su futuro cono de luz está siendo angulado en esa dirección por el agujero negro. Finalmente, cuando llega al horizonte de eventos (un punto en el espacio, en x), su trayectoria se ha doblado 90 grados, de modo que todo su futuro cono de luz está dentro del agujero negro. Esto significa que sus mensajes de una vez por segundo, que todavía se lanzan perpendicularmente, terminan viajando paralelos a la ruta constante de la persona B, y cada mensaje de uno por segundo (en la transmisión de la persona A) tiende al tiempo infinito ( en recepción en persona-B).

Dudo si esta descripción ha hecho justicia a la explicación. Todo se volvió cristalino, en cuestión de unos minutos, cuando lo sacó visualmente. Recomiendo de alguna manera ver esa conferencia.

Editar: en respuesta a un comentario recibido, agrego lo siguiente:
Creo que el Principio de Relatividad de Galileo estaba en la raíz de ambos SR ang GR (de ahí la similitud de todos sus nombres). Esto sostiene que no puede determinar si su nave espacial / elevador / vagón de tren / velero se mueve por alguna observación interna; solo puede hacerlo mirando el entorno externo.

Por lo tanto, para SR, no puede determinar la velocidad de su nave espacial midiendo la velocidad de los rayos de luz dentro de la nave espacial. Para GR, comienza con no poder saber si su nave espacial está experimentando gravedad o aceleración, sin mirar hacia afuera. Esto entonces tiene el efecto de golpe de las matemáticas de SR o GR, respectivamente.

Creo que la dilatación del tiempo causada por la gravedad no es la forma en que ocurre en la naturaleza. Entonces, aunque es una pregunta divertida, en mi opinión no correspondería a lo que realmente está sucediendo y, en última instancia, es engañoso.

Por otro lado, un experimento mental que ayuda a comprender cómo resulta la gravedad de la dilatación del tiempo es un ejercicio que vale la pena.

Este experimento mental implica concebir el tiempo no como una progresión, sino como la inversa, la demora o la dilatación de lo instantáneo.

En el caso de la dilatación relativa del tiempo de movimiento, no se considera que se deba a la gravedad y, por la navaja de afeitar de Occam, no debería pensarse como tal, podríamos pensar en ella como resultado de la gravedad de la masa-energía relativa. Vea la respuesta de Jim Whitescarver a ¿Puede calcular la dilatación de tiempo completo al tener en cuenta solo la energía? Pero es inconcebible que el movimiento relativo pueda manifestar gravedad absoluta en algún marco de descanso.

Por otro lado, podemos considerar la posibilidad de que la gravedad pueda ser un efecto de la dilatación del tiempo debido al movimiento absoluto en un lugar que actúa como si se estuviera moviendo en relación a todo a alta velocidad sin moverse macroscópicamente. La masa de un átomo proviene de su energía o tasa de acción. El movimiento subatómico exige la dilatación del tiempo con respecto a nuestro marco de descanso, de modo que todo lo que estamos compuestos y utilizamos para la medición tiene un reloj relativamente más lento que introduce un retraso absoluto en el universo que impide que todo en todos los mundos posibles ocurra de una vez y en el espacio como retraso de tiempo de los efectos entre masas que exhiben un tiempo de demora independiente por distancia sobre la velocidad de la luz.

Es como si esta masa se doblara de una manera en el tiempo, mientras que otra se dobla de otra manera, el tiempo exhibe espacio entre ellos. Sin embargo, la histéresis local del tiempo para cuerpos separados se encuentra entre ellos a la velocidad de la luz, reconciliando un tiempo más global del sistema que contiene ambas masas, reduciendo la independencia del tiempo y, por lo tanto, la distancia entre sus marcos de referencia. El movimiento hacia un nuevo marco de referencia requiere aceleración y, por lo tanto, experimentamos la fuerza de la gravedad.

Este razonamiento concilia la masa debido a la dilatación del tiempo con la dilatación del tiempo debido al movimiento relativo. Muestra cómo la independencia del retraso local exhibe espacio y la agregación del retraso en un tiempo común exhibe gravedad. El tiempo se detiene a la velocidad de la luz porque no hay retraso local en ningún marco de descanso.

Finalmente, nuestro mundo se distingue de todos los mundos posibles por los eventos que suceden en este mundo. Cada evento exhibe un retraso local de e / f en el marco de descanso de cada participante. El retraso en un marco de descanso exhibe la masa e / c ^ 2 junto con la gravedad por un proceso si los retrasos de tiempo independientes se correlacionan. Todo el tiempo se debe a la dilatación compuesta introducida por el retraso inverso a la energía y la masa. Cuanto más dilatación total del tiempo local, más masa y gravedad.

La respuesta breve al efecto gravitacional en el tiempo tiene que ver con el desplazamiento al rojo gravitacional: la luz pierde energía cuando sale de un campo gravitacional. Imagine un reloj atómico que mide el tiempo en función de contar las transiciones de átomos vibrantes. Ahora imagine un láser dirigido hacia arriba conectado a este reloj de modo que la frecuencia de la luz láser esté vinculada a la frecuencia del reloj. Ahora imagine un reloj idéntico orbitando en lo alto. Si un observador con el reloj en órbita compara la frecuencia de su reloj con la frecuencia del láser conectado al primer reloj, observará que el láser tiene una frecuencia menor que su propio reloj y concluirá que el reloj terrestre debe estar funcionando más lento que su reloj. propio.

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