¿Alguien puede explicar cómo el tiempo es relativo en términos simples?

La respuesta del usuario de Quora en realidad hace un gran trabajo al explicar por qué el tiempo es relativo.

La línea de razonamiento que termina con el tiempo es relativa , comienza con el postulado de que la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores. Este postulado se basó en el fracaso de ciertos experimentos que supuestamente medirían las diferencias en la velocidad de la luz entre los observadores.

Este comportamiento de la luz es diferente al de una pelota de béisbol lanzada por alguien en un tren en movimiento. La velocidad de la pelota depende de la situación del observador. Alguien en el tren le daría una velocidad a la pelota, mientras que alguien en el suelo mirando el tren pasar daría una velocidad diferente.

La velocidad es la relación de espacio a tiempo. Si el espacio y el tiempo son absolutos, entonces la velocidad de la luz debe ser relativa, dependiendo de la velocidad del observador. La velocidad de la luz es absoluta y no depende de la velocidad del observador, por lo tanto, el espacio o el tiempo deben ser relativos. Un cálculo algebraico más detallado mostrará que ambos deben ser relativos.

Como señaló Mukund, el tiempo es relativo porque la velocidad de la luz es constante . Si uno resuelve las consecuencias de que la velocidad de la luz se mida de la misma manera en cualquier cuadro, sin importar la velocidad, uno encuentra que el tiempo y la longitud deben contraerse, y la masa debe aumentar . De hecho, Einstein solo postuló que la velocidad de la luz era independiente de la velocidad del emisor, pero la constancia de la velocidad de la luz en cualquier marco de referencia se deduce directamente de eso. Ciertas cosas en el universo son relativas y ciertas constantes. Sería más intuitivo que el tiempo sea constante, pero no es el caso.

Hay un artículo fantástico sobre howstuffworks que recomendaría:

HowStuffWorks “Tiempo absoluto y tiempo relativo”

Aunque no es exactamente laico, explica todo el concepto bastante bien.

Lo primero que debe saber un lego es que la velocidad de la luz es una constante en todos los marcos de referencia inerciales, que es de aproximadamente 300,000 km / seg. Lo que esto significa es que puedes viajar a cualquier velocidad constante, pero la luz parecerá moverse a esta misma velocidad. No importa lo rápido que viaje. O incluso si no te estás moviendo. O incluso si usted y la luz van en direcciones opuestas.

Todo esto es bueno, dices. Pero, ¿qué pasa si estoy parado (digamos que es posible) y emito un rayo de luz desde una antorcha que sostengo? ¿Qué velocidad observo / mido para este rayo? La respuesta es 300,000 km / seg. Un amigo mío va a 1000 km / seg. ¿Qué velocidad observa para este mismo rayo de luz? De nuevo, 300,000 km / seg. Otro amigo está en un cohete yendo a 100,000 km / seg. También observa / mide la misma velocidad para el rayo de luz.

Esto plantea la pregunta, ¿cómo los 3 amigos tienen sentido de este hecho? Sabes que la respuesta está en la razón por la que he en negrita cierto texto anterior. Cada uno de estos muchachos observará que los otros están midiendo su tiempo incorrectamente, o para decirlo de otra manera, que sus relojes funcionan más lentamente que sus propios relojes.

Entonces, según mi opinión, se supone que la luz recorre 300,000 km en un segundo (recuerde que estoy parado según yo mismo). Según yo, mi primer amigo viajará 100 km en 1 segundo. Entonces, según yo, desde el punto de vista de mis amigos, la luz debería haber recorrido solo 299,900 km en ese segundo (porque se considera estacionario). Pero también afirma que la luz ha recorrido 300,000 km. Lo que significa que su medida está completamente equivocada. En lugar de mirar cuánta luz ha viajado en 1 segundo, ha buscado un poco más. Entonces su 1 segundo es en realidad un poco más largo que mi 1 segundo.

Ahora lo mismo para el amigo más rápido. Su 1 segundo es mucho más largo, porque según yo debería haber medido la luz viajando solo 200,000 km en 1 segundo. Como también afirma que la luz ha viajado 300,000 km, debe haber esperado mucho más antes de terminar su 1 segundo.

Sin embargo, lo importante a tener en cuenta es que todos los amigos piensan que el tiempo de la otra persona se ha ralentizado, nadie desconfía de sus propios relojes. Y realmente nadie debería. La duración y el tiempo son (y realmente no puedo enfatizar lo suficiente esta palabra) realmente relativos y no absolutos. ¡El único absoluto es la velocidad de la luz!

Nota: Esta explicación es para laicos. No he incluido los efectos de la contracción de la longitud y cómo cambian realmente la medición del tiempo y la longitud.

El usuario de Quora lo explicó muy bien …

Creo que tomará un poco más para que un laico entienda eso. Este video explica la relatividad del tiempo. Todo lo que necesita saber antes de ver esto es que la velocidad de la luz es constante y es igual, incluso relativamente, sin importar qué tan rápido se mueva.

Imagine que el universo se ejecuta en miles de millones de servidores, todos simulando una realidad eventualmente consistente (probablemente no sea cierto, ¡pero una analogía útil!).

Ahora tratemos con 2 cosas que arruinan el tiempo: velocidad y masa (más rápido / más pesado te hace “más lento”).

Masa:

La información en el universo no se dispersa de manera uniforme: algunos lugares tienen muchas cosas (agujeros negros / galaxias / soles grandes / grandes servidores MMPORG), algunos lugares no tienen nada (espacio vacío / el servidor de Minecraft de su hogar).

Ahora imagina que estás en un lugar con muchas cosas a tu alrededor, por ejemplo en un juego.

¿Alguna vez has jugado un juego con una tonelada de cosas en la pantalla, todo al mismo tiempo?

Las cosas se ralentizan.

Esto se debe a que todo está interactuando y la cantidad de tiempo para calcular lleva mucho más tiempo.

Sin embargo, esto no es todo lo que hay que hacer. Alguien en un servidor diferente (o área de espacio diferente) que no está computando todo lo que ves (millones de monstruos / billones de átomos) simplemente te ve retrasado. A la inversa, los verías como teletransportándose y moviéndose muy rápido.

Dependiendo de la dispersión de la computación, FPS cambia, y el “tiempo” es relativo.

Velocidad:

Las cosas que se mueven rápidamente actúan de manera similar. ¿Cuál es la diferencia entre simular miles de bolas a la vez en un simulador de física y simular otra bola que se mueve a velocidades increíbles pasando miles de millones de bolas?

Yo puedo. Supongo que se refiere al hecho de que las cosas suceden a un ritmo diferente, dependiendo del estado de movimiento de cada uno. La teoría del campo cuántico, en la que todo está hecho de campos, no de partículas, proporciona una explicación simple. Como de costumbre, citaré de mi libro (el capítulo sobre relatividad especial) y también le instaré a leer el Capítulo 10, que es gratuito en quantum-field-theory.net.

La dilatación del tiempo es probablemente el más conocido de los efectos de la relatividad debido a la paradoja gemela . Este es el escenario: un astronauta sale en un cohete que viaja a una velocidad cercana a la de la luz. Después de recorrer la galaxia, regresa y descubre que su hermano gemelo en la tierra es un anciano con una larga barba mientras él mismo todavía es joven. Ahora esto es ciertamente alucinante. ¿Por qué debería pasar el tiempo más lentamente solo porque te estás moviendo? ¿Qué explicación física podemos encontrar para eso? En el caso de la contracción, le pedí que aceptara con fe que se sigue como una consecuencia natural de las ecuaciones de campo. En el caso de la dilatación del tiempo (y las paradojas restantes) proporcionaré una explicación intuitiva basada en la forma en que se comportan los campos.

Explicación intuitiva . Considere dos átomos en un cohete. Suponga que el átomo hacia atrás crea una perturbación de campo y cuando esa perturbación alcanza un átomo más hacia adelante, sucede algo. (Es la interacción entre los átomos, después de todo, lo que hace que las cosas sucedan). Cuando la perturbación alcance el segundo átomo, habrá avanzado más, por lo que la perturbación debe recorrer una distancia mayor que si el cohete estuviera estacionario (incluso después de tener en cuenta la contracción de Lorentz). Como los campos se propagan a una velocidad fija, la perturbación tardará más tiempo (como se observa desde la Tierra) en alcanzar el segundo átomo. [1] En resumen, las cosas suceden más lentamente cuando te mueves porque los campos tienen que recorrer una distancia mayor.

Una analogía Considere a dos hombres en una balsa llamándose uno al otro (Fig. 7-4). Suponga que cuando cada hombre recibe la información, provoca que sucedan ciertas cosas. El problema es que las ondas sonoras tardan en viajar, por lo que para cuando el sonido de A llegue a B, B se habrá movido a la posición B ‘y el tiempo de comunicación será más largo. Lo contrario es cierto cuando B vuelve a llamar a A, pero esta disminución en el tiempo de viaje no es tan grande. Otra complicación es que el espacio entre los dos hombres se contrae, lo que dificulta el cálculo. Sin embargo, si los hombres están alineados perpendicularmente al movimiento, como en la imagen superior, el cálculo es más fácil y puede hacerse usando álgebra de la escuela secundaria. No es difícil demostrar que el resultado es el mismo que el resultado de Lorentz. [2]

Figura 7-4. Dos hombres parados en balsas que se mueven hacia la derecha. En la imagen superior están alineados perpendicularmente al movimiento, y en la imagen inferior están alineados paralelos al movimiento.

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[1] Por supuesto, las perturbaciones que se propagan en la dirección hacia atrás tienen una distancia más corta que recorrer, pero si trabajas en matemáticas, este efecto no será tan grande.

[2] Aquí está el cálculo, metido con seguridad en una nota al pie. Sea d la distancia entre los dos hombres (teniendo en cuenta la contracción de Lorentz), v la velocidad de la balsa yt el tiempo para que la voz viaje de A a B. La distancia recorrida por B durante este tiempo es vt y la distancia total que debe recorrer el sonido es la hipotenusa del triángulo: √ ( d 2 + v 2 t 2). Ahora, si la velocidad del sonido es c , esa distancia también debe ser igual a ct . Al comparar las dos expresiones encontramos que t = √ ( d 2 / (c2 – v 2). Al comparar esto con el tiempo requerido si la plataforma fuera estacionaria, que es simplemente d / c , encontramos que el tiempo cuando se mueve es más largo por un factor 1 / √ (1 – v 2 / c 2) ¡Eureka! Acabamos de derivar un resultado básico de la teoría de la relatividad utilizando el enfoque de abajo hacia arriba.

Todos conocen la paradoja de los gemelos. Supongamos que un gemelo, Eddy, permanece en la Tierra y Teddy viaja con su nave espacial T1 y vive allí durante un año. En la Tierra, Eddy vive diez años. (Es un ejemplo aproximado). Si ambos construyen el mismo tipo de dispositivo, Eddy construye diez dispositivos y Teddy construye solo uno. Ambos gemelos trabajan de la misma manera. El reloj en la nave espacial se mueve más lento que el mismo tipo de reloj en la Tierra.

Desde un punto de vista podemos decir: la dilatación del tiempo está en la nave espacial. Desde otro punto de vista si consideramos que: si después de 10 años será el Fin del Universo (desde el momento en que Teddy tiene que irse) Teddy se negará a ir con ese barco. ¿Por qué? Porque vivirá solo un año antes de morir, y su hermano vivirá diez años. Y, si el dispositivo salvará al Universo, Teddy permanecerá en la Tierra, ciertamente. (Tendrá más tiempo para construir más dispositivos en la Tierra que en la nave espacial).

En este segundo punto de vista, podemos considerar que la dilatación del tiempo está en la Tierra. Entonces, ¿dónde está la dilatación del tiempo? La respuesta es: en ninguna parte.

Recordemos esos dos relojes; uno en la Tierra y el otro en la nave espacial. El reloj de la nave espacial se mueve más lento que el reloj de la Tierra. De hecho, todo dentro de la nave espacial se mueve más lento que en la Tierra. Incluso dentro del cuerpo de Teddy todo se mueve más lento. Por lo tanto, Teddy vive más lento, porque todos los procesos físicos, químicos y biológicos se desarrollan más lentamente que dentro del cuerpo de Eddy en la Tierra.

Por lo tanto, podemos considerar que la paradoja de los gemelos no es un problema de dilatación del tiempo. Es solo un problema de movimiento. Si la velocidad exterior de la nave espacial es más rápida que la velocidad exterior de la Tierra, entonces todos los movimientos dentro de esa nave espacial (desde cualquier partícula física a ese engranaje simple llamado reloj) serán más lentos que todos los movimientos dentro del sistema llamado Tierra (desde cualquier físico partícula al reloj de Eddy).

¿Por qué? No sabemos por qué, pero esto es una evidencia porque hay muchos experimentos con relojes en los que los mecanismos interiores se mueven de manera diferente (más lento o más rápido) de acuerdo con las velocidades exteriores de los relojes.

Los relojes son solo mecanismos, solo equipos de medición sin conexión con el tiempo físico, aparte de eso, los humanos lo hacemos.

La pregunta es ¿cuál es la conexión, la relación entre el movimiento interno y externo de un sistema? ¿Todos estos movimientos tienen que mantener un movimiento constante y resultante en otro lugar? ¿Tenemos que introducir en nuestra representación una dimensión (n + 1) para explicar esto?

Cuando un hombre se sienta junto a una mujer atractiva durante una hora, pasa volando como si estuvieran sentados juntos durante unos segundos. Pero cuando un hombre se sienta en una sartén caliente durante unos segundos, parece que estuvo sentado durante una hora

Que mi amigo es la teoría de la relatividad (en términos simples)

enlaces: http://www.theguardian.com/general relativity

Tal vez. Imagine que tiene diez minutos para llegar al lago y lanzar su bomba de tiempo antes de que explote, y no va lo suficientemente rápido como para hacerlo, y no puede cambiar su velocidad. Entonces … desaceleras el reloj. Eso hace que la velocidad del tiempo sea relativa. En la teoría de Einstein, es la luz que no puede cambiar su velocidad en relación con usted. Entonces, no importa qué velocidad esté moviendo, la velocidad del tiempo en su reloj cambia de tal manera que la luz siempre parece estar viajando a la misma velocidad que usted.

Para ser más exactos, está preguntando cómo la simultaneidad depende del movimiento y del marco. La mejor respuesta primaria es uno de los famosos trenes gedanken de Einstein. El tren pasa una luz que parpadea justo en el punto medio de un sendero. Los observadores en los extremos del tren verán los destellos en diferentes momentos sin utilizar el tren como referencia. Los observadores en los extremos de la plataforma a la misma distancia del flash verán el flash al mismo tiempo usando la plataforma como marco de referencia. Si el destello se originó -en el tren- en su punto medio, los observadores en los extremos del tren verían el destello al mismo tiempo, pero los observadores en los extremos de la plataforma verían los destellos en diferentes momentos.

Mis pensamientos sobre cómo funciona es que vivimos en un lugar donde el espacio está comprimido y se necesita un cierto intervalo de tiempo para moverse a través de ese espacio. Si está en un planeta donde la gravedad es más alta, el espacio está más comprimido y se necesita un intervalo de tiempo más largo para moverse por el mismo espacio que lo hizo en la Tierra. Si está en el espacio exterior, el espacio no está tan comprimido, por lo que se mueve a través de ese espacio con un intervalo de tiempo más rápido. Cuando estás en una nave espacial a gran velocidad, todavía te estás moviendo a través del espacio o el espacio se está moviendo a través de ti y lleva un intervalo de tiempo muy largo moverse dentro de tu nave espacial.

Entonces, la relatividad tiene que ver con el espacio en el que residimos y el espacio que observamos y sus efectos en el intervalo de tiempo. Cuando hablé sobre el asunto en su cuerpo antes, ocurre lo mismo con la luz. La luz viaja a la velocidad de la luz en todo el espacio, pero si se observa desde un espacio diferente, puede parecer que se mueve más lento o más rápido a través del espacio observado.