¿Por qué la velocidad de la luz es constante independientemente de los movimientos de la fuente de luz y del observador, aunque el tiempo depende del movimiento del observador (en términos simples)?

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Debido a que la velocidad de la luz parece ser la misma, no importa cuán “rápido” vaya según un experimento en particular: el experimento de Michelson Morley. Si la luz es constante incluso cuando se está moviendo, para que todos los observadores estén de acuerdo, debe haber algún tipo de factor de conversión basado en el tiempo. Para que el experimento sea cierto, debe cambiar el tiempo por la velocidad para que su percepción de la “velocidad” cambie.

El problema con esto es que, aunque tiene sentido reducir el tiempo para solucionar el problema de viajar en la misma dirección que la luz. (haciendo que todo lo demás parezca suceder más rápido en comparación para igualarlo y hacerlo pasar más rápido) Se rompe totalmente con la luz que viaja en la dirección opuesta. Sucede que los experimentos solo pueden dar el efecto promedio de los viajes aguas arriba y aguas abajo y sucede que el tiempo de desaceleración en lugar de acelerarlo es el ajuste promedio necesario para compensar la diferencia.

En algunos círculos, de vez en cuando buscan pruebas de “anisotropía a la velocidad de la luz” porque se sabe que las matemáticas se basaron originalmente en pruebas bidireccionales y efectos bidireccionales. Velocidad unidireccional de la luz

La versión más larga

Para comprender completamente esto desde el punto de vista de los laicos, debe comprender la historia de los experimentos y las teorías más antiguas que dieron origen a las más nuevas. Necesitas tener esa base para ver cómo van las cosas desde las teorías mundiales clásicas hasta la era moderna.

Solo tendrá sentido si comienza con algo que tiene sentido y lentamente acumula todo el conocimiento hasta el punto en que parece dejar de tener sentido. Específicamente, debe comprender la teoría del éter de Lorentz (LET). Porque en principio es matemáticamente indistinguible de la relatividad especial y es la génesis del factor de cambio que se encuentra en el corazón de la relatividad. (Solía ​​llamarse relatividad de Lorentz-Einstein)

Lorentz creó una teoría que tenía la dilatación del tiempo, la contracción de la longitud y la ilusión de la constancia de la velocidad de la luz y la ilusión de una simultaneidad relativa. La diferencia entre las dos teorías es ontológica. Einstein retiró el éter para permitir que la velocidad de la luz bidireccional sea la misma que la velocidad unidireccional. Si hay un éter, la constancia de la velocidad de la luz es solo una ilusión mecánica racional y fácilmente comprensible de los experimentos bidireccionales. Si no hay éter, la constancia se convierte en una verdad sin una verdad mayor subyacente y sin mecanismos subyacentes. Se vuelve contra intuitivo y aparentemente irracional, por lo que es difícil de entender. Dos teorías, las mismas matemáticas, una “intuitiva” y otra no. Uno mecánico y el otro no. Uno describe una ilusión y el otro acepta esa ilusión matemáticamente modelada como un hecho de la realidad.

La razón por la que nadie te dice porque no se conocen a sí mismos. La historia fue olvidada. Es casi desconocido que las matemáticas se hayan creado específicamente como modelo de una ilusión óptica. Es una ilusión matemática intencional y específicamente creada por Lorentz para modelar un nulo en el experimento MM cuando hay un medio en el que se propaga la luz y, por lo tanto, se percibe que es más lento o más rápido dependiendo de la dirección seleccionada en los experimentos unidireccionales. Sin embargo, esos experimentos no existían y, por lo tanto, el efecto es un promedio perfecto de diferentes velocidades que luego se oculta por una diferencia de tiempo. Velocidad de la luz en anisotrópico en la teoría de Lorentz e isotrópico en la de Einstein.

Necesitará leer mi blog de Quora Relativity Demystified por lo menos para comprenderlo por completo, pero también hay videos que comienzan con los términos más simples de los laicos y funcionan.

El video es largo y tedioso para cualquiera que esté familiarizado con los conceptos básicos de la física clásica, pero lo ayudará a comprender todos los cómo y los porqués de desarrollar la teoría desde cero y lo hace completamente en términos de Laymen.

Nadie estará en desacuerdo con la verdad o la historia detrás de mis explicaciones, pero desestimarán esto en el olvido debido a mis conclusiones sobre los hechos que explico mejor que nadie que usted o ellos hayan escuchado. Algo que requiere una comprensión más profunda. ¿Sabes … la capacidad de explicárselo a un niño de seis años?

“Si no puedes explicárselo a un niño de seis años, no lo entiendes tú mismo”. – Albert Einstein

Se llama dilatación del tiempo. Y solo sucede con la velocidad. La razón detrás de la dilatación del tiempo es mantener la diferencia entre usted y la velocidad de la luz siempre a 300000 km / s (no significa que el tiempo se ejecutará a la mitad de la velocidad para usted a 150000 km / s, la velocidad también reduce las distancias y aumenta las cosas en masa) y es demasiado complicado de explicar ahora, así que por ahora solo mantén la velocidad que ralentiza el tiempo para ti) de modo que a medida que aumenta tu velocidad, el tiempo se ralentiza para ti. Ahora estaría leyendo que los objetos con gran masa (como los agujeros negros) también pueden ralentizar el tiempo para usted, bueno, sabemos que lo que hacen las cosas pesadas, que deforman el espacio a su alrededor, el espacio 3D se congestiona / comprime a su alrededor. Se reduce y las distancias se vuelven más pequeñas y los agujeros negros lo reducen drásticamente y mientras orbita un agujero negro, incluso a velocidad normal, estamos navegando a través de una gran distancia a velocidades enormes. Simplemente no nos damos cuenta porque el espacio por el que estamos navegando es reducido. Por lo tanto, técnicamente estamos viajando a alta velocidad al orbitar un agujero negro, incluso si no lo parece y el tiempo se ralentiza porque, como dije antes, la velocidad ralentiza el tiempo * dilatación del tiempo *. Entonces sí, solo la velocidad dilata el tiempo. Todo lo demás es una locura. No importa qué cosa haga qué, siempre termina a gran velocidad, así que no llene su mente de galimatías inútiles. Simplemente entienda la naturaleza del espacio y todo se resolverá.
Y sobre el tiempo de parada, tendrías que viajar a la velocidad de la luz para que eso suceda. Y nada con la masa puede hacer eso, no solo por la dilatación del tiempo, sino también porque su masa comienza a aumentar a medida que aumenta su velocidad y se necesitaría más energía para acelerar esa masa (punto: es por eso que la aceleración constante no puede hacer que acelere a la velocidad de la luz, no importa cuánto tiempo aceleres). A la velocidad de la luz, la masa sería infinita y también se requeriría energía infinita para acelerar a esa velocidad. Entonces no puedes. El tiempo no lo permitirá, la masa no lo permitirá, la energía no lo permitirá y no puedo pensar en otra cosa en este momento, pero estoy seguro de que eso tampoco lo permitirá.

La respuesta a su pregunta se remonta a cómo los campos eléctricos y magnéticos se comportan de manera diferente para, por ejemplo, una persona parada y una persona que zumba en su automóvil en la superficie de la Tierra. Esto se debe a que la luz, en sí misma, se construye a partir de un campo eléctrico y magnético, cada uno de los cuales se agita de la misma manera que una cuerda de saltar.

Los campos eléctricos son probablemente los más fáciles de entender, porque tiran de las cargas de la misma manera que la Tierra tira de la masa. Digo “aproximadamente” porque si la carga se arrastra a velocidades “relativistas” (es decir, velocidades cercanas a la velocidad de la luz) la analogía se rompe.

Imagínese montando a bordo esa carga arrastrada por un campo eléctrico de la misma manera que lo haría en un automóvil. ¡Debido a la velocidad relativista a la que se arrastra la carga, esa carga observará no solo un campo eléctrico sino también un campo magnético! Mientras tanto, su amigo parado fuera del automóvil observará solo un campo eléctrico, no un campo magnético.

“¿Porque preguntas? La respuesta de la persona común a esta pregunta es que usted , montado sobre esa carga, es arrastrado observando tanto un campo eléctrico como magnético, y su amigo, parado y observando solo un campo eléctrico, debe observar las mismas leyes del electromagnetismo independientemente de su velocidades respectivas.

¿Cuáles son las leyes del electromagnetismo? La respuesta del laico es que son las ecuaciones de Maxwell. Establecer las ecuaciones de Maxwell requiere un cálculo vectorial: el laico que se siente valiente es libre de buscarlas por sí mismo.

Las ecuaciones de Maxwell (sean las que sean) requieren que la estructura del espacio y el tiempo (el cálculo vectorial mencionado anteriormente implique “derivadas” del espacio y el tiempo, cualesquiera que sean) da una velocidad a la que se propagan las ondas electromagnéticas. Nadie puede “tener ecuaciones de Maxwell diferentes” al tener una velocidad diferente.

La constancia de la velocidad de la luz que es una rareza es solo uno de los muchos corolarios de que se le prohíbe “tener diferentes ecuaciones de Maxwell” a una velocidad diferente. Dado que las ecuaciones de Maxwell son una declaración sobre la estructura del espacio y el tiempo (en la que se propaga la luz), el espacio y el tiempo ocupados por un objeto en realidad cambian de tal manera que se conservan las ecuaciones de Maxwell para diferentes velocidades (cf, “contracción de longitud” y “Dilatación del tiempo”, muy raro).

Todas estas rarezas se remontan a la formulación inicial de Einstein del “principio de la relatividad”. Bastardo un poco para enfatizarlo, el principio establece que no se puede observar la velocidad absoluta de su propio marco de referencia (ya sea solo por los cinco sentidos humanos o por la instrumentación científica más sofisticada que la raza humana pueda tener) . Muchas cosas extrañas suceden debido a esta declaración aparentemente inocua, y solo una de ellas es la constancia de la velocidad de la luz por la que preguntas.

¡Espero que haya sido útil!

La mayoría de las respuestas son irrelevantes.
y los relevantes parecen no ser tan LAYMAN, así que déjenme tratar de explicarles esto

Lo primero que debe aceptar sobre nuestro universo es que el descanso y el movimiento son conceptos relativos. No hay tal cosa como descanso absoluto o movimiento. Este es en realidad el primer postulado de la teoría especial de la relatividad. Y esto tiene sentido, supongamos que estuvieras flotando en el espacio y ves a otro tipo (a kilómetros de distancia, así que olvídate de la aceleración gravitacional) flotando. Usted dice: “Hola, estoy en reposo y él se está moviendo”. Pero ese tipo dirá “no m en reposo, y te estás moviendo”. Ambos tienen razón. Porque ambos se están moviendo uno con respecto al otro.

Ok ahora viene el segundo postulado. La velocidad de la luz es una constante en todos los cuadros. Esto es necesario para apoyar el primer postulado. Déjame iluminarte cómo.

Suponga que calculó que su amigo se estaba moviendo a 0.99c. Y utilizando la física normal, diría “hmm ahora, si la luz pasa por él, vería esa velocidad de la luz como c-0.99c = 0.01c”. Pero eso no puede suceder. porque si calcula que la velocidad de la luz es 0.01c, entonces SABE QUE ESTÁ EN MOVIMIENTO. Pero no existe tal cosa, desde su punto de vista, DEBE ESTAR DESCANSADO.

Básicamente, la velocidad de la luz debe permanecer igual en cualquier marco de referencia inercial, porque si no fuera así, podría determinar si el marco estaba en reposo o en movimiento rompiendo el primer postulado.
Ahora no sé si Einstein usó esta idea para presentar el segundo postulado o no, pero esto siempre me convence.

La respuesta más corta es que el tiempo no existe como una variable independiente y, por lo tanto, ‘todas’ las declaraciones sobre el tiempo también deben incluir implícitamente ‘espacio’. Piénsalo así; En la naturaleza y en el mundo de las partículas pequeñas, sabemos que nada es estático y todo está en movimiento. No solo esto, cuanto más pequeña es la escala, mayores son las velocidades, y en el tamaño atómico, estamos muy cerca de la velocidad de la luz en el vacío. El electrón, por ejemplo, tiene un reloj que funciona a aproximadamente 10 ^ 20 Hz. Zitterbewegung – Wikipedia

Deberíamos haber llegado a tal conclusión el día que observamos el movimiento browniano, es decir; velocidad (m / s) o ‘espacio-tiempo’, es la variable fundamental en la naturaleza, y no ‘espacio’ o ‘tiempo’ o ambos de manera separada. Pero cuando miro la distancia entre, digamos, dos montañas, veo un espacio que es eterno y constante. Pero también sabemos que las partículas que forman las montañas también se mueven cerca de c, por lo que concluimos que lo que realmente vemos es solo un promedio estadístico de la separación real y no más. Como sabemos, el promedio en la media de una variable estadística va a cero a medida que el número de observaciones llega al infinito, que es lo que está sucediendo en el caso de la montaña.

Entonces la velocidad es la variable más fundamental. Ahora agrego que no solo esto, solo hay una velocidad alrededor … es una característica del espacio-tiempo en que vivimos, y es la velocidad de la luz en el vacío c. Sin embargo, el espacio-tiempo puede separarse artificialmente en espacio y tiempo asociando el movimiento ‘lineal’ con el espacio y el movimiento ‘circular’ con el tiempo. El tiempo es el número de rotaciones que hace una partícula que se mueve en c cuando va en un círculo. El espacio es la distancia recorrida en una de esas rotaciones. Si esto le parece extraño, recuerde que definimos el tiempo por las oscilaciones del átomo de cesio y el medidor por la distancia recorrida por la luz en tantos ciclos desde la vibración de este átomo. Pero esta separación de espacio y tiempo es de hecho artificial, porque necesitamos usar la rotación para encontrar la distancia y viceversa.

A partir de este punto, uno puede elegir dos caminos / modelos. O el mundo está hecho de partículas o hecho de ondas. Tomaré el primero, pero al final mostraré que los dos son, de hecho, perfectamente equivalentes. Dos partículas que se mueven en c pueden atraparse entre sí para formar un doblete circular. El centro de masa de este doblete no se mueve y ahora obtenemos dos velocidades finales, cero y c. Se obtienen otras velocidades intermedias mediante la absorción de partículas individuales que se mueven en c. Entonces, según las reglas del impulso, la velocidad continuará aumentando como resultado, y la masa también aumenta, pero el máximo que puede alcanzar con dicha adición es claramente solo c.

Las partículas singlete que se mueven en c son flujos de energía, y los dobletes son masas. Tenga en cuenta que E = 2 * .5 mv ^ 2 = mc ^ 2 se satisface automáticamente aquí. Claramente por definición, la velocidad del flujo de energía siempre es c independiente del movimiento del observador o del receptor … si dispara un pulso de luz (flujo de energía) desde un vehículo que se mueve cerca de c, viajará solo en c, ya que Esta es su velocidad todo el tiempo, ya sea dentro o fuera de un doblete de masa.

El punto de vista del campo surge del hecho de que las partículas ejercen fuerzas entre sí. En los espacios entre las dos partículas, uno puede diseñar campos … son estructuras matemáticas que representan la fuerza sobre una carga / masa de unidad hipotética colocada en cualquier lugar de los espacios entre dos partículas. Ahora, dado que se ha encontrado experimentalmente que el tamaño real de las partículas es cercano a cero, uno puede olvidarse de las partículas y hablar en términos de campos ‘solo’, ya que hay una probabilidad cero de chocar con una partícula mientras nos movemos en el espacio.

En la imagen de onda / campo, imaginamos que el espacio vacío puede transportar ondas de fuerza electromagnética o gravitacional. La velocidad de la ola en cualquier medio es constante y la tomamos como c-as por experimento. Esto es independiente de la velocidad del observador o del receptor. Tenga en cuenta que esto es cierto para cualquier onda … como el sonido, por ejemplo. La frecuencia puede cambiar por el movimiento de la fuente u observador, pero no por la velocidad misma. Si se puede agregar un número infinito de ondas de una manera determinada, se puede crear una partícula. Esto es natural, ya que los campos fueron el resultado de fuerzas entre partículas, y es una simple transformación matemática y anti-transformación para crear uno a partir del otro.

Para resumir, el tiempo puede cambiar, pero no la velocidad de la luz, porque el tiempo no es una variable fundamental y cuando buscas encuentras que el espacio / distancia también ha cambiado para compensar el cambio en el tiempo manteniendo la velocidad fija.

Einstein nos dice que la gravedad es movimiento en el espacio-tiempo curvo, entonces, ¿por qué los científicos todavía lo llaman fuerza?

La razón por la que lo percibo es porque los científicos, junto con todas las personas, pasan toda su vida combatiendo el efecto gravitacional del planeta Tierra actuando sobre su cuerpo y todos los objetos que quieren mover. En ese sentido, los científicos se familiarizan con el trabajo que se ven obligados a hacer contra el efecto gravitacional de la Tierra sobre la masa inercial de sus cuerpos, que fue originado originalmente por el fenómeno de la gravedad. La magnitud del efecto gravitacional de la Tierra es responsable de lo que llamamos el peso de los objetos restringidos o elevados. Percibimos el efecto gravitacional, pero no podemos percibir la gravedad.

En ese sentido, y aunque la fuerza está involucrada, Einstein tenía razón al afirmar que la gravitación no actúa generando y aplicando una fuerza. La razón es porque la gravitación resulta del desequilibrio de los requisitos de gravedad de todos los cuerpos que interactúan.

Lo que sigue, aunque no es necesario con respecto a una respuesta a la pregunta: sin embargo, tiene relevancia con la física involucrada y la dificultad de intentar cambiar conceptos tan creídos.

Aunque Einstein pudo proporcionar declaraciones conceptuales precisas con respecto a los efectos físicos debido a la gravedad, y sus matemáticas proporcionan extensiones para las matemáticas newtonianas, la curvatura del espacio / tiempo como se indica en GR, no juega ningún papel en obligar al efecto gravitacional que varía según el inverso de El cuadrado de la distancia entre los cuerpos que interactúan.

La naturaleza dinámica fundamental de la gravedad y la gravitación debe proporcionar una base inmutable para toda la física. Por lo tanto, la sustitución del concepto de espacio / tiempo deformado por las realidades físicas de la gravedad y la gravitación; También para la conservación del momento y una fuerza de desequilibrio requerida para cambiar la velocidad de una entidad, se ha producido el estancamiento de la física teórica durante más de un siglo.

Una descripción exhaustiva de la naturaleza dinámica fundamental de la gravedad y la gravedad en forma de libro (184 páginas) titulada Naturaleza fundamental de la materia y los misterios asociados, ha estado disponible e ignorado durante algunos años: solo se ha vendido un libro. Mi intento de obtener una evaluación de mi trabajo ahora supera los 40 años, y ninguna universidad o físico contactado ha estado dispuesto a proporcionar una evaluación. Aun así, el efecto termodinámico gravitacional requerido por los conceptos referidos de gravedad y gravitación es de gran importancia para el bienestar humano futuro, porque tiene la capacidad de explicar la mayoría de las anomalías y debe estar sujeto a aceptación en el próximo año o dos porque explica cómo los Grandes Planetas afectan al Sol y, por lo tanto, es un importante contribuyente a los ciclos climáticos de la Tierra.

¿Por qué la velocidad de la luz es constante en todos los cuadros inerciales?
La relatividad especial postula que la velocidad de la luz es constante para todos los observadores inerciales.
Entonces, este “por qué” no puede responderse en el marco de la relatividad.

¿Podemos responder qué permitió a Einstein asumir tal postulado?

  1. Porque ya se verificó experimentalmente antes de que el famoso experimento de Michelson-Morley propusiera una relatividad especial.
  2. También es una consecuencia de las ecuaciones de Maxwell que la velocidad de la luz en el vacío es

[matemáticas] \ frac {1} {\ sqrt {\ mu_ {0} \ epsilon_ {0}}} [/ matemáticas], donde [matemáticas] \ mu_ {0} [/ matemáticas] y [matemáticas] \ epsilon_ {0 } [/ math] son ​​constantes. Si esto cambiara para los observadores en diferentes marcos de inercia, eso iría en contra de que las leyes de la física sean constantes en todos los marcos de inercia, lo que significa que podemos medir [matemáticas] \ epsilon_ {0} [/ matemáticas] para decir nuestra “velocidad absoluta “.

¿Qué hace que la simultaneidad en la relatividad sea tan diferente de la de los marcos newtonianos / galileanos?

  1. Ningún evento medido por observadores inerciales es especial. Por lo tanto, tenemos que mejorar nuestra comprensión de los principios de los movimientos relativos en la naturaleza para adaptarse a todos los eventos, incluidos los del experimento de Michelson-Morley
  2. Entonces, si la luz viaja distancia [matemática] \ delta X [/ matemática] en el tiempo [matemática] \ delta T [/ matemática] como se observa en un marco de referencia y [matemática] \ delta X ^ {‘} [/ matemática] en tiempo [math] \ delta T ^ {‘} [/ math] en otro marco de referencia, [math] (\ delta X) ^ {2} – c ^ {2} (\ delta T) ^ {2} = ( \ delta X ^ {‘}) ^ {2} – c ^ {2} (\ delta T ^ {‘}) ^ {2} [/ matemáticas]. Tenga en cuenta que el mismo valor de velocidad de la luz se utiliza tanto en el LHS como en el RHS.
  3. El debe ser verdadero para dos eventos y cualquier marco de referencia inercial.

En realidad, es así que si hace que el período de tiempo (es decir, la diferencia en la coordenada final de un evento en el eje del tiempo – posición inicial) sea constante para todos los observadores, la velocidad de la luz variará. Pero a partir del experimento de Michelson Moore, se afirmó que la velocidad de la luz es constante para todos los cuadros, que es un dato factual, por lo que el marco temporal debe variar.
Ahora veamos por qué?
Considere un evento que ocurre en algún lugar del plano espacio-temporal. Ahora, ¿qué significa la ocurrencia de un evento? Como sucede con respecto a un cuadro, es decir, si el cuadro reconoce que se produjo el evento, solo el evento ha ocurrido; de lo contrario, su validación o existencia es dudosa, la luz debe alcanzar el marco de referencia. Ahora suponemos que tenemos dos marcos de referencia aquí, uno es A y otro es B. A se mueve en V1 y B en V2. V1 << V2
Ahora en el sistema de coordenadas espacio-temporal, la ocurrencia de un evento significa un cambio en las coordenadas.
Ahora, cuando la luz desde el inicio del evento llega a A, comienza el conteo. Como la velocidad no es significativa, no hay un cambio relativo en la posición para el evento y A, así que supongamos que cuando la luz del final del evento alcanza A, el recuento es cualquier valor X. Ahora para B, ya que la velocidad es significativamente alta, la luz Tiene que recorrer más distancia. Por lo tanto, cuando la luz del final del evento alcanza B, el recuento aumenta significativamente. Pero la duración del evento debe permanecer constante o debe ser un valor fijo universalmente para que su existencia sea válida, lo cual será según el marco del evento. Por lo tanto, el reloj en el cuadro B debe ralentizarse. Ahora, si el período de tiempo debe mantenerse constante, entonces la velocidad de la luz debe variarse de acuerdo con el marco de referencia y su velocidad. Espero que entiendas el punto.
Si no, puedo sugerir otro ejemplo. Pero en los comentarios.
¡Gracias!

Estoy de acuerdo con Mahesh Shenoy en que algunas respuestas no son tan relevantes. Otros están perdiendo el punto de no ser laicos. Y sin embargo, este enfoque es posible: Karthikeyan Madathil comienza uno, describiendo un reloj de luz en un marco en movimiento, y cómo su tiempo (y el de todos los sistemas físicos) parece ralentizado.

Lo que falta todavía es desarrollar este enfoque para desarrollar un conjunto coherente de declaraciones relativistas. Esto se puede hacer describiendo y comparando diferentes relojes de luz a lo largo de diferentes orientaciones, combinando observaciones intuitivas paso a paso con las observaciones “clásicas”:
dilatación del tiempo (el reloj de luz perpendicular al movimiento es más lento);
contracción de la longitud (el reloj de luz paralelo al movimiento debe proporcionar el mismo tiempo de retorno que el anterior, en aras de la conservación de la isotropía del tiempo);
relatividad de simultaneidad (diferentes tiempos de “evento de retroceso” en dichos relojes de luz);
por lo tanto, la reciprocidad de estas observaciones: intercambiabilidad de los sistemas “en movimiento” y “en reposo” (mejores términos: sistemas “observados” y “observadores”);
Por último, pero no menos importante: la misma velocidad de la luz en ambos, sí, en todos los sistemas inerciales.

Finalmente, este enfoque (en una formulación más rigurosa) permite una descripción axiomática -aunque intuitivamente atractiva- de la relatividad especial, lo que resulta en una velocidad de la luz constante como una conclusión comprobable, ¡NO a partir de su postulado contraintuitivo como sucede en la formulación clásica!
Vea mi respuesta a la pregunta ¿Qué determina la velocidad de la luz? ¿Por qué la velocidad de una partícula sin masa es una constante fija, independiente del tipo de partícula, y por qué esta velocidad es tan integral a la Relatividad? (tal vez después de navegar un poco entre las más de 100 respuestas 🙂 para obtener más detalles al respecto.
Vea también mi página web sobre SRT, con muchos ejemplos gráficos,
http://home.scarlet.be/~pin12499

Según la Relatividad de Einstein, el “Tiempo” debe verse como una cuarta dimensión. SI pudiera encontrarse absolutamente inmóvil en las tres dimensiones espaciales, todavía se estaría moviendo a través de la dimensión “Tiempo” a la velocidad de la luz (SOL). Cuanto más rápido se mueve a través de las dimensiones espaciales, más lento parece moverse a través del “Tiempo”. Si uno pudiera moverse a través del espacio (dimensiones espaciales) en el SOL, un observador externo le parecería congelado en el tiempo.

Una analogía visual en dos dimensiones es considerar un auto de carreras en un plano, donde el tiempo es la dirección paralela a la línea de meta. La dirección perpendicular a la línea de meta es la dimensión espacial. El auto de carreras solo puede viajar a una velocidad fija; el SOL Si el auto de carrera conduce directamente (perpendicularmente) en la línea de meta, está viajando a cero millas por hora a través de la dimensión paralela “Tiempo”. Si el auto de carrera ahora viaja en ángulo hacia la línea de meta, está viajando en el SOL en la diagonal; o en una fracción del SOL en el espacio y una fracción del SOL en el tiempo. Si el auto de carrera ahora viaja paralelo a la línea de meta, está viajando totalmente en la dimensión “Tiempo” en el SOL; y nunca llegará a la línea de meta ya que está inmóvil en el espacio.

Que la velocidad de la luz es constante surge de la teoría electromagnética de Maxwell, donde se le ocurrió una velocidad v = (εομο) ^ – 1/2 donde εο es la permitividad del espacio, y μο es la permeabilidad del espacio. En ese momento, Maxwell hizo la observación inspirada de que esto equivalía aproximadamente a la velocidad de la luz, y por una variedad de otras razones, incluido su requisito de que la luz llevara impulso, decidió que era la velocidad de la luz. El problema que todos vieron con esto fue que la velocidad de la luz tenía que ser relativa a algo en un marco de referencia, pero su ingenio era absoluto. Entonces Michelson y Morley produjeron evidencia de que no había éter luminífero por el que la luz se moviera, por lo que se decidió que c era una constante de la naturaleza. Si llega tan lejos, entonces un poco de reflexión y el uso del teorema de Pitágorus lo llevan a la contracción de Lorentz y, por lo tanto, suponiendo que no hay un fondo fijo y que todos los marcos de referencia son de igual validez, a la relatividad especial.

No es el momento lo que cambia, es solo su observación. La transformación de tiempo de Lorentz le permite calcular el cambio en la observación con respecto a la velocidad de movimiento relativa entre el objeto y el observador. Entonces el tiempo en sí no cambia, pero diferentes observadores lo ven de manera diferente.

Pregunta similar con la misma respuesta: ¿Por qué cuanto más rápido viaja, más corta es la distancia?

Todas las explicaciones “laicas” deben ser analogías e imperfectas, pero aquí hay una oportunidad.

Es un postulado que la luz viaja a la misma velocidad en todos los marcos de referencia, por lo que las leyes de la física tienen la misma forma en todos los marcos de referencia, y no hay marcos “especiales”. Esto lleva a un montón de matemáticas y predicciones que se han confirmado, por lo que lo consideramos cierto.

Ahora digamos que estoy mirando un cuadro en movimiento, y tiene un reloj de luz. Veo que la luz tiene una velocidad constante en mi marco de referencia, así que * veré que el reloj de luz corre lentamente *. Esto es válido para todos los procesos físicos, no solo para el reloj de luz: los veré correr más lentamente en el marco móvil, ya que percibo que tienen su forma normal en mi marco de referencia. Esto significa que veo que el tiempo corre más lento en el marco en movimiento.

Esta es la belleza de las matemáticas de la teoría de la relatividad.

Ambas observaciones del espacio y el tiempo cambian cuando cambias de velocidad: si vas rápido, tu tiempo se ralentiza y el camino por el que viajas parecerá acortarse. La constancia de la velocidad de la luz para todos los observadores es una consecuencia de esta misma matemática.

La velocidad de la luz se considera fundamental. Uno no lo explica. Simplemente es

El tiempo (la velocidad a la que los relojes “marcan”) depende de la velocidad de la persona o cosa observada, posiblemente, si la velocidad es relativa, del observador, pero generalmente no se ve de esa manera. Pensamos en el observador como el punto de referencia “estacionario”. En cuanto a por qué los relojes funcionan más lentamente cuando se observa que se mueven, esto está relacionado con la teoría especial de la relatividad.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/

El tiempo no depende del movimiento del observador. Si asumimos observaciones inerciales, el observador siempre se considera en reposo.

La velocidad de un reloj conectado a, digamos, una fuente de luz en movimiento relativo, será más lenta que la del reloj del observador.

Respuesta concisa e inútil: el tiempo ES constante, pero te mueves a través del tiempo más rápido o más lento, dependiendo de tu marco de referencia.

Lo siento, pero todavía tengo problemas para comprender todo el tema.

La velocidad de la luz se mide como c principalmente porque la relatividad especial requiere que el observador modifique la sincronización de los relojes utilizados para la medición hasta que la velocidad de la luz sea c. Vea la respuesta de Mark Barton a ¿Qué sucede si viaja más rápido que la velocidad de la luz?

La mejor explicación que vi fue el episodio 7 de The Ascent of Man de Brownowski “The Majestic Clockwork”.
Hazte con ese episodio. Explica la relatividad especial más claramente de lo que lo he visto.

Parece ser la forma en que se construye este universo. No puedes preguntar por qué. Podría ser diferente, pero luego cambiarían muchas otras cosas.

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