Viaje en el tiempo: ¿La desaceleración del tiempo al acercarse a la velocidad de la luz no permite viajar en el tiempo hacia el futuro y hacia el pasado?

Por favor, dígame lo que no entiendo acerca de la desaceleración del tiempo a medida que se acerca a la velocidad de la luz, lo que me parece, a todos los efectos prácticos constituye un viaje en el tiempo. Cada vez que veo un programa de PBS en el “Cosmos” que discute el tiempo / espacio y la dilatación del tiempo, siempre me pregunto por qué no abordan estos problemas aparentemente obvios.

1. El tiempo se ralentiza a medida que acelera.

Entiendo que a medida que te acercas a la velocidad de la luz, el tiempo para ti se ralentiza. Parece recordar por un especial de PBS que si viajaras 500 años luz a una velocidad cercana a la de la luz, solo pasarían 7 años a pesar de que hayas viajado 500 años luz. Creo que estaban usando el 99.9% de la velocidad de la luz.

2. Confirmación experimental

La ralentización del tiempo a medida que se acelera se ha confirmado experimentalmente al rastrear el tiempo en tierra en comparación con el paso del tiempo en un avión que voló alrededor del mundo y luego aterrizó … usando dos relojes atómicos.

3. ¿De quién se está acelerando el tiempo y quién se está demorando?

La velocidad es por naturaleza relativa. ¿Viaja el viajero a una velocidad cercana a la de la luz, a una velocidad cercana a la de su entorno, o su entorno a una velocidad cercana a la de él?

¿Qué determina quién acelera el tiempo y quién se desacelera? Dado que tanto el entorno como el viajero se alejan el uno del otro y el punto de referencia, por su propia naturaleza, solo puede ser relativo.

4. Exceso de velocidad al 99.9% de la velocidad de la luz en un círculo

Por lo tanto, debería ser posible viajar al futuro dando vueltas alrededor de la tierra a la velocidad de la luz. Y si hiciste eso durante 7 años, cuando saliste de tu vehículo, te encontrarás 500 años en el futuro.

Experimentalmente, algo similar ocurre cuando el gran colisionador de hadrones acelera los protones cerca de la velocidad de la luz, viajando en direcciones opuestas.

5. Viaje al pasado

Por el contrario, cualquier persona de fuera de su vehículo, que luego ingrese a su vehículo, se encontraría 493 años en el pasado.

6. Viajar en direcciones opuestas y luego regresar

Si tiene dos vehículos que viajan en direcciones opuestas dando vueltas alrededor de la Tierra a una velocidad cercana a la de la luz, cuando aterrizan cuál es su respectivo paso del tiempo en relación con la Tierra.

¿Hay alguna diferencia si cada uno viaja lejos de la Tierra y luego regresa? Y si es así, ¿hay alguna diferencia en qué dirección tomaron?

7. Viaje en el tiempo desde tres perspectivas

Si pudieras dividir la tierra por la mitad y enviar la mitad viajando cerca de la velocidad de la luz en una dirección y la otra cerca de la velocidad de la luz en la otra dirección, para qué mitad se ralentiza el tiempo y para qué mitad se acelera.

Si las dos mitades finalmente regresan a la misma ubicación, ¿en qué mitad de la tierra el tiempo se ralentizó y en qué mitad se aceleró el tiempo?

¿Y cuál es la perspectiva de un observador que se quedó en la ubicación original si visita una de las medias tierras devueltas o las otras medias tierras devueltas, que ahora ambas vuelven a la ubicación original?

¿Cuál representa una media tierra que ha envejecido solo 7 años y cuál media tierra que ha envejecido 500 años?

Y entre las dos medias tierras y el observador que se quedó en la ubicación original, si viajas entre esos tres puntos, ¿no estás en efecto viajando del pasado al futuro o del futuro al pasado?

8. Tiempo y viaje a la velocidad de la luz

Y si puede viajar a la velocidad de la luz, como lo hace un fotón … entonces, desde su perspectiva, ¿parece que el tiempo en el entorno a través del cual viaja se acelera infinitamente? ¿Es por eso que los fotones no parecen envejecer o degradarse incluso después de miles de millones de años de existencia?

                           Entonces, ¿qué estoy haciendo mal?

No tengo dudas de que hay fallas importantes en mi lógica y suposiciones anteriores. Pero me parece a pesar de toda la controversia sobre si es posible o no “viajar en el tiempo”, es teóricamente posible hacerlo, tanto hacia adelante como hacia atrás.

¿Alguien sería tan amable de señalar cuáles son las fallas en mi pensamiento y mis suposiciones?

(Si solo puede responder o comentar una de estas preguntas, identifíquela por número)

Que yo sepa, como lector lego de la teoría de la relatividad, ha resumido correctamente la dilatación del tiempo. Como la gravedad, simplemente lo es. Creo que los científicos centrados en el estudio del espacio y el tiempo dirían que todavía estamos tratando de determinar por qué la dilatación del tiempo, como con la velocidad de la luz a 186,000 millas por segundo (300,000 kilómetros por segundo) es una regla tan dura y rápida.

Pero ambos lo son. Se han colocado dispositivos de medición de tiempo extremadamente precisos a bordo de varios buques que viajan al espacio, y la dilatación del tiempo (aunque muy pequeña) se ha verificado experimentalmente en varias ocasiones.

Todo lo que sabemos en este momento es que las ecuaciones de Einstein lo predijeron, y que los científicos lo han confirmado independientemente.

Todavía se trabaja en por qué el tiempo funciona de esta manera, y eso es lo que me dijeron mis amigos de ciencia e ingeniería cuando hice esta misma pregunta. Wikipedia tiene una excelente descripción general para comenzar aquí:
Dilatación del tiempo

El viaje en el tiempo hacia el futuro ya es (claramente) posible ya que todos ya estamos viajando hacia el futuro.

Sin embargo, la disminución de la velocidad aparente de un reloj que se mueve muy rápido en relación con nosotros no permite viajar al pasado, por la siguiente razón.

Una transformación de Lorentz ortócrona adecuada toma todos los vectores dirigidos hacia el futuro en otros vectores dirigidos hacia el futuro.

Todos los vectores que apuntan dentro del futuro cono de luz permanecen apuntando dentro del futuro cono de luz, y los objetos materiales, como las personas, solo pueden moverse a lo largo de futuros vectores orientados en el tiempo.

Entonces, no, la aparente desaceleración de los relojes a medida que su velocidad relativa se aproxima a la velocidad de la luz no permite que el tiempo viaje al pasado.

El paso del tiempo es relativo al observador. Si te subes a una nave y viajas cerca de c por un período y luego regresas a la Tierra, descubrirás que han pasado 500 años a pesar de que solo te fuiste por 10 años. (¡Figuras extremadamente inexactas!)
No estás viajando en el tiempo. 500 años habrán pasado en la Tierra.

Al retirarse del marco de referencia relativo de la Tierra, ha evitado experimentar el paso de esos 500 años.
Todavía habrán pasado, pero no para ti.

Imagina que te fuiste a dormir y tu esposa no. A la mañana siguiente, parecerá que ha viajado en el tiempo desde la medianoche hasta las 08:00, mientras que ella experimentó el paso de ocho horas.

No a tu propio futuro y pasado.
Vamos a explicar de alguna manera científica:

Mira la foto. El eje y es el tiempo, lo que implica que el plano superior es “Futuro” y el plano inferior es “Pasado”. Cualquier punto en la imagen es un evento de física.
La región coloreada es el cono de luz, que es el límite para el paso de información, deducido por el principio de constancia de la velocidad de la luz, es decir, el límite del cono de luz es la partícula que pasa con la velocidad de la luz.
La elección arbitraria del marco de referencia indica que los puntos, o eventos físicos, pueden moverse en la imagen. Sin embargo, la ley de causalidad requiere que cualquier punto que se encuentre en las tres regiones, es decir, el cono de luz superior, el cono de luz inferior y fuera del cono de luz, permanezca dentro de la región en la que se encuentra. Eso significa que el punto B en la figura no puede moverse fuera del cono, o moverse al cono inferior.

Así que ahora vamos a viajar en el tiempo.
“Presente” es A. “Futuro” es el plano superior y “Pasado” es el plano inferior como se mencionó anteriormente. Literalmente, el punto C puede moverse libremente hacia arriba y hacia abajo a través de la línea y = 0. Pero eso no significa que sea posible viajar en el tiempo. Debido a que el punto C no tiene nada que ver con el punto A. Si hay alguna conexión entre los dos, C debería aparecer en el cono de luz.
Aparentemente tu futuro y tu pasado están conectados a tu presente. Eso significa que si “Tu presente” es A, entonces “Tu futuro” se encuentra arbitrariamente dentro del cono de luz superior y “Tu pasado” dentro del cono inferior. C son algunas personas no relevantes que no tienen nada que ver contigo. Puede aparecer en “C’s Future” y “C’s Present” arbitrariamente, pero no puede hacer lo mismo para usted.

Por ejemplo, montando en una nave espacial acelerada a 0.99999 c, puede moverse hacia el futuro de la tierra (punto C). Al revés, puedes pasar al pasado del astronauta (punto C). Pero no puede moverse a su propio futuro (punto B) o pasado para encontrarse con uno idéntico a sí mismo a medida que avanza la ficción científica.

Viaje en el tiempo implica que podrías ir a otro momento, más rápido que el resto del mundo. Que podría pasar de 2014 a 2114 y volver de nuevo, o tal vez volver a 1914.

La dilatación del tiempo significa que un astronauta que viaja lo suficientemente rápido podría partir en 2064 y haber envejecido solo un par de años cuando regresó en 2114. Podrían ser más pequeños que sus propios hijos.