¿Por qué el concepto de tiempo depende tanto de la velocidad constante de la luz c? ¿Qué relevancia tiene la luz en una teoría del tiempo?

Detener. Regrese a sus primeras clases de física de la escuela secundaria:

Velocidad = distancia / tiempo.

Velocidad de la luz = distancia que recorre la luz / tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia.

Reescribamos la fórmula anterior:

tiempo = distancia / velocidad.

Si la velocidad de la luz es fija, significa que las otras variables (distancia y tiempo) se están ajustando a esos 300,000 km / s (esa es la velocidad de la luz).

Me gusta el ejemplo de Brian Greene. Imagina que estás conduciendo en un taxi, yendo a 40 km / h. Hay una señal de radar afuera que mide tu velocidad y muestra 40 km / h. Ahora aceleras. La velocidad sube. La señal del radar puede mostrar 45 … 50 … 56 etc.

Ahora imagine eso en lugar de medir la velocidad del automóvil. Esa señal de radar mide la velocidad de la luz que sale de los faros de la cabina. Cuando la cabina está parada, ese letrero medirá 300,000 km / s. Entonces la cabina comienza a moverse. Intuitivamente, usted esperaría que aumente la velocidad de la luz que sale del automóvil. Quiero decir, la luz viaja a 300,000 km / s + velocidad adicional de movimiento del automóvil. Pero adivina que. No lo hace! La velocidad de la luz se mantiene en 300,000 km / s.

Pero si el auto se mueve y la velocidad no cambia … ¿entonces qué hace?

Bien mirando hacia atrás en v = s / t (velocidad = distancia / tiempo), significa que las otras dos variables se están ajustando. Y todo esto sucede en un marco relativo.

Un modelo muy simple de relatividad que funciona tanto para la relatividad especial como para la general es pensar en todo en términos de energía. La relatividad dice que podemos pensar en términos de masa o energía a través de la ecuación E = mc ^ 2, pero usemos la energía como nuestro factor “común”. Esta es simplemente una forma de pensar en la relatividad, este modelo no pretende reemplazar los cálculos de la relatividad especial y general, sin embargo, proporciona una explicación física lógica de los procesos que sustentan la relatividad.

Sabemos que el espacio tiene una capacidad de energía finita, cuando se alcanza esta capacidad de energía tenemos un Agujero Negro. Supongamos que la velocidad máxima que se puede lograr es limitada porque el espacio tiene una capacidad máxima de energía cinética. Esta velocidad máxima es la velocidad de la luz.

El tiempo se dilata en función de la cantidad de energía en proximidad. Por ejemplo, en un campo de gravedad fuerte, el tiempo disminuye, esto se debe a que hay una gran masa / energía cerca. El tiempo se ralentiza cuando se mueve a alta velocidad, debido a la energía cinética. Se puede pensar que el tiempo fluye a una velocidad que depende de la capacidad de energía disponible (o no utilizada) del espacio.

De acuerdo con nuestro modelo, la velocidad de la luz depende de la capacidad energética del espacio por el que viaja y el tiempo depende de la capacidad energética del espacio. Así que no sorprende que el tiempo y la velocidad de la luz estén exactamente correlacionados.

Creo que debemos recordar que la Relatividad es “física”, lo que significa que hay una naturaleza física en lo que está ocurriendo. El modelo de energía trae toda la dilatación extraña del tiempo, la contracción del espacio y la gravedad a un modelo simple que cualquiera puede entender. Las matemáticas de la relatividad siguen siendo complejas, pero la idea de “por qué” nuestro universo es relativista se reduce a una explicación muy simple. El universo es relativista porque el espacio tiene una capacidad de energía finita. ¿Por qué en su mayoría no notamos la relatividad en nuestra vida diaria? Debido a que la capacidad de energía del espacio es asombrosamente grande, por ejemplo, toda la masa de la Tierra podría exprimirse en una bola con un radio de 9 mm o 0,35 pulgadas.