¿Cuáles son algunas paradojas notables en física?

Mi paradoja favorita: 3 observadores diferentes pueden ver el orden de los eventos en el tiempo de tres maneras diferentes, en otras palabras, el tiempo no es relativo en ser lento o rápido, ¡y en realidad revierte el orden de los eventos!

Ollie y Sam abordan una nave espacial y vuelan en direcciones opuestas. Observamos que AMBOS creen que envejecerán más lentamente que las personas que quedan en la tierra y, de hecho, ambos tienen razón. La pregunta es qué pasa con el envejecimiento uno en relación con el otro. Ahora pruebo que no observan un envejecimiento relativo.

¡Prepárate para alucinar! La resolución de la paradoja es que cada uno “ve” que el otro da la vuelta después de que ellos mismos dan la vuelta y después de que dan la vuelta, cada uno ve que el otro se acelera, ¡así que la edad neta es la misma!
Concluimos que el orden de los eventos se invierte en diferentes marcos de tiempo. Si esto no te aturde, ¡no estás prestando atención! Todo esto se sigue directamente de la dilatación del tiempo …

Primero, expongamos alguna información. Lanzaremos como un caso especial de velocidad simplemente para evitar las matemáticas tediosas.

Para comenzar necesitamos definir “ve”. Asumiré que cada astronauta toma un video selfie y lo envía wifi durante el tránsito. Cada astronauta mira el video selfie del otro para ver cómo envejece el otro chico. Esto evita la ambigüedad sobre lo que queremos decir con el marco de referencia en el que estamos, etc. y ayuda a que las cosas sean más fáciles de entender. Ahora para los números elegimos hacer cálculos simples. También tomamos a Sam como creador de video y a Ollie como observador. Si terminan la misma edad al final, demostramos nuestro resultado y, por reciprocidad, Sam vería el mismo efecto observando a Ollie.

Supongamos que en el caso especial elegimos que Sam y Ollie van a la mitad de la velocidad de la luz en relación con el marco de referencia en el que comienzan, es decir, la tierra. Entonces el tiempo se ralentiza en 2 / sqrt (3) de acuerdo con la fórmula de dilatación como se ve en la tierra. Pero este no es el marco de referencia que necesitamos …

Supongamos que aceleran rápidamente a la velocidad de crucero, por lo que no debemos preocuparnos por la velocidad variable y el viaje en cada sentido dura 3 horas según lo experimentado por cada parte.

La fórmula de dilatación también dice que la velocidad relativa entre ellos vista por cualquiera de ellos es 4c / 5. (Uso aquí la conocida fórmula (v + u) / (1 + vu / c ^ 2), la fórmula dice además que el tiempo se ralentiza en 5/3. Ahora veamos qué es el video selfie de Sam) que Joe ve.

En el viaje, Ollie calcula que Sam retrocede en el marco de referencia de Ollie a la velocidad 4c / 5. En el tiempo T +1, el tiempo de vuelo de un fotón desde la nave de Joe hasta el de Ollie en el marco de tiempo de Ollie es 4/5 segundos más largo que en el tiempo T. Esto se debe a que el fotón debe viajar más lejos. El tiempo de viaje del fotón no debe ignorarse si queremos obtener marcos de referencia consistentes.

Ahora suponga que Sam graba un video selfie que tiene una duración de 3/5 segundos en su marco de tiempo. Luego, para Joe, duraría 9/5 segundos. Así, Sam parece haberse ralentizado 3 veces.

Después de 3 horas, Ollie se da vuelta

En este punto ve a Sam solo una hora fuera,

Cuando Ollie se da vuelta, él y Sam están volando en la misma dirección de acuerdo con su marco de referencia. (Sam aún no se ha dado la vuelta) y durante 2 horas el video parece proceder a un ritmo normal. Entonces, 5 horas antes del vuelo, Ollie ve que Sam acaba de llegar al punto de giro.

Ahora, cuando Sam se da vuelta, las dos naves espaciales se están acercando. Entonces, la selfie de 3/5 segundos de Sam aparece como una selfie de 1/5 segundos (1 segundo tarda 1/5 de segundo en transmitirse debido a la compresión).

Llegamos a la conclusión de que a las cinco horas de vuelo, Sam está dos horas detrás de Ollie, ¡pero luego Sam triplica la velocidad de Ollie en la última hora y viola que envejecen lo mismo!

Ambos insistirán en vencer al otro hasta la mitad. ¿Quién es correcto? ¡Ni de acuerdo con el marco de tiempo de la tierra!

Iré con el famoso experimento de pensamiento de Einstein sobre viajar a la velocidad de la luz. Esto sentó las bases de su teoría especial de la relatividad y más tarde de la Teoría general.

Considera esto: estás viajando a la velocidad de la luz (ahora sabemos que no es posible, pero por el bien de los argumentos, hipotéticamente hablando si pudieras) y te sostienes un espejo en la cara. Que verias

Si puede ver su reflejo en el espejo, está implícito que desde el marco de referencia de un observador estacionario, la luz viaja desde su cara a la velocidad de la luz, es decir, la luz viaja a 2 * c.

Por otro lado, si argumenta que no verá nada en el espejo, nuevamente viola el principio fundamental de la relatividad de que en su marco de referencia se lo considera estático y no debería ser capaz de detectar movimiento (para velocidades constantes)

Entonces, postuló que a medida que viaja a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, la longitud se contrae, el tiempo se ralentiza y la masa aumenta. De este modo, es posible que su reflejo aparezca en el espejo y la luz para viajar aparentemente más rápido de lo posible

¿Ves la belleza de este experimento mental aparentemente inocuo? Esto destrozó todas las leyes de física previamente aceptadas y allanó el camino para su Teoría de la Relatividad General. También desacreditó la teoría del éter que se propuso anteriormente.

Ah, ¿y mencioné que tenía 16 años cuando jugó este pequeño escenario en su cabeza?

Este está relacionado con la paradoja de Enrenfest que mencionó Frank Heile. Tiene la ventaja de que realmente puedes construir uno en casa, muy fácilmente.

Tome un solo cable y haga dos bucles en la misma dirección. Engancharlo a una batería. Los lazos se atraerán.

Llamamos a esto electromagnetismo, y hay muchas ecuaciones para hacer esto. Aún así, es solo un efecto de la contracción de Lorentz debido a la Relatividad Especial.

Los electrones se mueven y los protones no. Sabemos por SR que las distancias se contraen en la dirección del movimiento. Entonces, desde el punto de vista de un observador, habrá más electrones que antes, a pesar de que la corriente no ha cambiado.

Los electrones en el cable A se mueven en relación con los protones en el cable B, y los protones en el cable A no. Entonces los protones en el cable B “medirán” más electrones cercanos en el cable A debido a la contracción de Lorentz. Del mismo modo, los electrones en el cable B “medirán” más protones cercanos en el cable A que los electrones. Eso es porque medirán los electrones como relativamente no se mueven, pero medirán los protones como si se movieran hacia atrás. Por lo tanto, una fuerza.

Entonces, de cualquier manera que lo corte, midiendo desde cualquier lugar, parecerá que hay más electrones que protones. También parecerá que, por exactamente el mismo razonamiento, hay más protones que electrones.

¿Has visto Terminator?
Cuando vi Terminator One, era la primera vez que experimentaba la famosa ‘paradoja de arranque’ y me dejó alucinado (por supuesto, no me di cuenta en ese momento porque era un niño: P)

Entonces, la trama es que hay un tipo asombroso: John Connor, que llevará a los humanos a la victoria contra las máquinas. Y entonces las máquinas envían un terminador (qué nombre tan directo: D) atrás en el tiempo, para matar a su madre Sarah Connor, para que John nunca naciera, y las máquinas pudieran ganar.
Entonces, John también envía a un tipo para matar al terminador antes de que mate a Sarah, y después de unas horas lo hace, y se enamora de Sarah y la deja embarazada (Geez), y adivina qué … ¿QUIERES? Ella está embarazada de John.
Mente = soplado ?!

Dualidad onda-partical. La luz es una onda, pero está hecha de partículas de velocidad de la luz. Es uno. Es el otro.

En verdad, los fotones (y todas las demás partículas) son en realidad estas cosas que pueden ser descritas por nuestras dos herramientas matemáticas principales para describir la energía y la materia, fórmulas para ondas y fórmulas para partículas. La paradoja radica en el hecho de que antes de descubrir que los fotones eran ambos, no sabíamos que había cosas que se ajustaran completamente a ambos conjuntos de fórmulas.

Desde entonces, hemos desarrollado nuevas matemáticas que se ocupan de paquetes de onda, mostrando que no hay una paradoja real.

De hecho, esa es una pregunta que no se cumple. No hay paradojas reales en física.

Aquí hay uno que me ha dejado perplejo desde la primera infancia y al que humildemente me refiero como la paradoja de Zakharov .

Primero, mira algo con ambos ojos abiertos:

Cierra el ojo izquierdo. Esto ocultará un área a la izquierda de la vista:

Ahora abra el ojo izquierdo y cierre el derecho. Lo mismo sucederá con una región a la derecha:

Como podemos ver, en ambos casos la parte central permanece visible. Por lo tanto, concluimos que debe permanecer así si cerramos ambos ojos:

En realidad, sin embargo, no vemos nada:

¿Que está pasando aqui? Ehrenfest es pan comido en comparación con esto, ¿verdad?

Paradoja de información del agujero negro (paradoja de Hawking)

Me gusta este: efecto Mpemba