¿Por qué el tiempo es más rápido en la tierra que en la EEI?

Tanto la relatividad especial como la relatividad general afectan a la EEI.

La relatividad especial nos dice que debido a que (en el suelo) observamos la ISS en movimiento en relación con nosotros, deberíamos ver sus relojes marcando más lentamente.

La relatividad general nos dice que la curvatura del espacio-tiempo debido a la masa de la Tierra es menor a la altitud de la EEI que en la superficie de la Tierra. Los relojes ubicados en un punto de menor curvatura del espacio-tiempo parecerán funcionar más rápido que los relojes ubicados en un punto de mayor curvatura del espacio-tiempo (los relojes más profundos en el pozo de gravedad parecen funcionar más lentamente cuando se observan desde afuera).

Entonces, tenemos que sumar los dos efectos para ver la dilatación neta del tiempo en la EEI con respecto a un observador en la superficie de la Tierra.

Para la Relatividad Especial, la dilatación del tiempo es igual a:

donde c es la velocidad de la luz (300,000,000 metros por segundo) yv es la velocidad orbital de la EEI (7800 metros por segundo). Conecte esos números y obtenemos una dilatación del tiempo de -0.00003 segundos por día .

Para la Relatividad general, la dilatación del tiempo es igual a:

Donde la función phi es solo GM / r para los dos casos: radio terrestre más altitud ISS y solo radio terrestre. G es la constante gravitacional y M es la masa de la Tierra. Conecte todos esos números y obtenemos una dilatación del tiempo de 0.00000354 segundos por día .

Agregue los dos juntos y obtenemos -0.00002646 segundos por día . El miembro típico de la tripulación permanece en la EEI durante 180 días, lo que significa que su dilatación total del tiempo es de -0.0047628 segundos .

La ecuación completa a menudo se escribe como:

El tiempo depende de la fuerza gravitacional que actúa sobre un cuerpo. cuanto mayor es la fuerza, más rápido se mueve el tiempo. La tierra ejerce una fuerza gravitacional mayor sobre los objetos en su superficie que en la EEI, por lo que el tiempo pasa más rápido en la tierra. Esta es también la razón por la cual nuestras piernas son unos segundos más viejas que nuestra cabeza a medida que envejecemos.

Para que quede más claro, considera que tu nave espacial ha sido secuestrada por piratas y te empujan fuera de la nave hacia el agujero negro.
A medida que se enamora de usted, el tiempo se mueve muy rápido y la velocidad del tiempo aumenta en relación con usted. Mientras que para los piratas en la nave espacial, parece que se mueve muy lentamente a medida que se acerca al agujero negro. Además, a medida que aumenta la fuerza gravitacional, el tiempo pasa tan rápido que, si tienes suerte, incluso puedes ver el final del universo. Pero los piratas no habrán visto nada de esto. Para ellos serás como alguien congelado en el espacio.
(Hice esta edición ya que mi respuesta se declaró contraria a la sensación de Robert Frost de que mi primer párrafo no era lo suficientemente claro, espero que esto lo resuelva)

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