Un objeto pesa x newtons en reposo y tiene una máquina de pesaje adjunta. ¿Su peso medido será mayor que x newtons si este objeto viaja cerca de la velocidad de la luz?

En principio, sí, es difícil hablar porque la terminología es un desastre. El problema raíz es que el concepto newtoniano de masa se divide en un grupo de conceptos separados en relatividad. En física newtoniana, la masa es simultáneamente la [matemática] m [/ matemática] en la fórmula del momento [matemática] p = mv [/ matemática], la [matemática] m [/ matemática] en la Segunda Ley [matemática] F = ma [/ math], y [math] M [/ math] y [math] m [/ math] en la Ley de Gravitación de Newton, [math] F = GMm / r ^ 2 [/ math] (es decir, ambos fuente y destino del campo gravitacional). En relatividad, estos son todos diferentes.

En otros tiempos, los físicos solían hablar sobre la masa relativista, que era la [matemática] m [/ matemática] en [matemática] p = mv [/ matemática]. Como [math] p = \ gamma (v) m_0v [/ math], donde [math] m_0 [/ math] es la masa en reposo, se podría decir [math] m = \ gamma m_0 [/ math]. El problema es que esto solo le dice la cantidad total de impulso para una velocidad dada, no la cantidad que necesita agregar para llegar a una velocidad más rápida, que es lo que es importante en [matemáticas] F = ma [/ matemáticas]. Si la aceleración es transversal a la velocidad, no está cambiando la energía cinética, por lo que la masa efectiva sigue siendo [matemática] \ gamma m_0 [/ matemática], pero si la acelera en la dirección de la velocidad, usted estás acelerando toda la energía cinética que ya agregaste, por lo que la masa efectiva es [matemática] \ gamma ^ 3 m_0 [/ matemática].

Entonces, no hay realmente un campo gravitacional, solo una curva del espacio-tiempo que simula uno si lo miras desde un sistema de coordenadas no inercial. La fuente de la flexión es el tensor “tensión-energía”, que incluye la masa pero también la presión y el esfuerzo cortante. Y no estoy seguro de qué tipo de masa parece actuar el campo gravitacional, pero esperaría que fuera la versión basada en el momento [math] \ gamma m_0 [/ math].

Ante la confusión de masas (perdón por el juego de palabras) entre los estudiantes acerca de todo esto, los pedagogos han decidido que no hablemos de masa relativista, sino que solo descanse masa. Y como esa es ahora la única forma de masa que se puede mencionar, podemos llamarla “masa”. Esto funciona lo suficientemente bien para la física de partículas, pero hace que sea difícil hablar de otras situaciones.

Dicho todo esto, el generador de peso aumentará para una partícula de rápido movimiento. Esto sería difícil de mostrar en la práctica para una sola partícula porque tendrías que medir su aceleración vertical con una precisión exquisita para establecer que estaba siendo soportada por la escala al pasar sobre ella, pero no rebotando. Sería más fácil con un montón de partículas confinadas rebotando dentro de una cavidad para promediar los rebotes. De hecho, el protón es un experimento natural aquí: se cree que solo el 1% de la masa de protones proviene de las masas en reposo de los quarks, el resto es su energía cinética. Es decir, la “masa en reposo” del protón es principalmente la masa relativista de sus constituyentes. Por eso me quejo.

Sí, por supuesto. El objeto, cuando adquiere velocidad, adquiere energía, y de acuerdo con la equivalencia de masa-energía de Einstein, adquiere algo de masa (inercia) y, por lo tanto, pesa más.
O podría decir que la masa del objeto aumenta debido a la fórmula: