Para entender este concepto, primero debemos entender lo que Einstein quiso decir cuando dijo que la velocidad de la luz en el vacío es constante.
Esto es muy difícil de visualizar, ya que va en contra de nuestras observaciones ordinarias.
Si está en un automóvil que viaja a 50 km / h, otro automóvil que viaja junto a usted a 50 km / h en la misma dirección, aparecerá estacionario.
- ¿Es brillante el futuro de la investigación en ondas gravitacionales?
- ¿Todas las obras de Einstein han sido probadas experimentalmente?
- ¿Qué tan oscuras eran las matemáticas detrás de la relatividad general antes de que Einstein las usara?
- Si tenemos los mismos dos relojes que son mecánicos, ¿cómo pueden medir el tiempo diferente de acuerdo con el "Cambio de tiempo gravitacional?
- Si las ondas de gravedad viajan a la velocidad de la luz, ¿cómo se propaga el evento de 'aumento de masa' cuando se ingiere una estrella desde el agujero negro?
Pero si está en una nave espacial que viaja a la velocidad de la luz [esto no es posible, pero solo para esta demostración, supongamos que lo es] , un rayo de luz que viaja a su lado en la misma dirección, pasará a su lado en La velocidad de la luz . Eso significa que el observador no puede calcular su velocidad comparándola con la velocidad de la luz, porque la velocidad de la luz siempre será la misma en relación con cada observador.
En esta figura, los 3 observadores observarán que la luz viaja a la misma velocidad, a pesar de que todos se mueven a velocidades diferentes.
* Tenga en cuenta que no es teóricamente posible viajar a la velocidad de la luz. El ejemplo se da solo como una explicación.
Una vez que comprendamos esto, ahora podemos intentar entender qué hora es.
Dado que vivimos en un planeta con gravedad fija, moviéndose a una velocidad fija, nos parece que el tiempo es constante, lo que significa que la velocidad del paso del tiempo siempre será constante.
Pero este no es el caso, el tiempo está unido a la velocidad de la luz.
Entonces, un segundo siempre será el tiempo que le toma a la luz moverse una distancia fija, 1 segundo de luz o 1/3 × 10 ^ 8 m.
Por lo tanto, vemos que, en la figura, A, B y D se mueven a diferentes velocidades y, sin embargo, experimentan el mismo rayo de luz de la misma manera. Esto se debe a que todos experimentan el tiempo de manera diferente .
Esto se llama dilatación del tiempo debido al movimiento relativo.
Se puede visualizar de la siguiente manera;
Aquí tenemos un reloj de luz. Como la velocidad de la luz es la única constante, una unidad de tiempo es el tiempo que tarda el rayo de luz en salir de la superficie inferior, reflejarse en la superficie superior y golpear la superficie inferior nuevamente.
En el caso 1, el reloj está parado. Entonces la luz tiene que viajar una distancia menor.
En el caso 2, el reloj se está moviendo, por lo tanto, la luz tiene que viajar una distancia más larga.
Pero el tiempo transcurrido en ambos casos es el mismo. Por lo tanto, en el caso 2, el tiempo es más lento que en el caso 1.
[Para una mejor comprensión del reloj de luz y esta forma de dilatación del tiempo, vea este video.]
Por lo tanto, moverse a velocidades muy altas hace que el tiempo sea más lento para nosotros.
Todo esto es relatividad especial .
Para comprender la dilatación del tiempo gravitacional, pasamos a la relatividad general .
La relatividad dice que el espacio y el tiempo no son entidades separadas. Ambos son una sola entidad existente en la cuarta dimensión como una hoja plana llamada espacio-tiempo.
Por lo tanto, podemos visualizar todo el espacio-tiempo como una lámina infinitamente grande extendida tensamente, como el techo de una carpa, pero infinitamente grande. Cada vez que se coloca una masa en esta hoja tensa, se sumerge en ese punto. Esta caída en el espacio-tiempo es causada por la gravedad.
Cuanto más pesado sea el objeto, más profunda será la curva. Los efectos de esta masa se sienten teóricamente en todo el espacio-tiempo, pero tienen un efecto más fuerte más cercano a sí mismo.
Incluso la luz debe seguir estas curvas en el espacio-tiempo a medida que se mueve.
Por lo tanto, los objetos grandes y pesados como estrellas masivas y agujeros negros tienen la capacidad de doblar la luz.
Entonces, si pasaran dos rayos de luz, uno más cerca del agujero negro y otro más lejos; Podemos ver lo siguiente.
Por lo tanto, podemos ver que tanto los rayos de luz, tanto cerca como más lejos de los agujeros negros recorren aproximadamente la misma distancia en una dirección izquierda-derecha (sus desplazamientos son similares), pero la distancia recorrida por el segundo rayo es más larga que distancia recorrida por el primero.
[Esta ilustración tiene fines explicativos, la ciencia funciona de la misma manera, incluso si solo hay un campo gravitacional.]
De manera similar al reloj atómico, la luz viaja una distancia más larga y, por lo tanto, el tiempo es más lento en el segundo caso .
Entonces, si los observadores se colocan en una región donde la luz es curva, experimentarán un tiempo más lento que los observadores que no están en este campo gravitacional.
Por lo tanto, vemos cómo la atracción gravitacional puede ralentizar el tiempo.
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No puedo dar fe de la precisión de la ciencia anterior.
Esta respuesta solo representa mi comprensión de la física teórica.