¿Podrían haber ocurrido cambios importantes en el espacio tal como lo conocemos, pero debido al viaje ligero, aún no lo hemos visto?

Sí, pero el concepto de cuándo sucede algo debe aclararse. Lo demostraré con un ejemplo de una estrella que se convierte en supernova. Consulte los siguientes dos diagramas de espacio-tiempo (perdón por la mala calidad, simplemente los dibujé en papel y usé una cámara web para digitalizarlos)
Horizontalmente en esta figura hay una dirección en el espacio, y verticalmente es el tiempo. Somos la línea vertical tambaleante (nuestra ” línea mundial “) en el medio del diagrama (quedándose en un punto), y “ahora” es el corte horizontal a través del medio del diagrama.

Las líneas diagonales a 45 grados (lo intenté) son los caminos que toma la luz . El triángulo inferior formado por las dos líneas diagonales es nuestro ” cono de luz pasado “, y matemáticamente es nuestro “dominio de dependencia”; lo que sucede aquí, ahora, puede depender solo de las cosas dentro de nuestro cono de luz pasado. Nada fuera de ese cono puede influir en lo que está sucediendo aquí y ahora.

Tomemos la burbuja a la derecha para ser una estrella masiva que está a años luz de distancia (por ejemplo, Eta Car). Lo vemos donde la línea mundial de Eta Car se cruza con nuestro cono de luz pasado: los fotones provenientes de Eta Car van a lo largo de la línea diagonal y golpean aquí y ahora.

Digamos que se convierte en supernova y se colapsa en un agujero negro en algún punto, que es donde el ancho de la burbuja se reduce a una línea delgada (la estrella se colapsa). Los rayos de luz que emanan del punto de supernova forman el triángulo en la parte superior de la figura. Ese es el ” futuro cono de luz ” del evento de convertirse en supernova. Solo las cosas dentro del futuro cono de luz saben que el evento sucedió, y solo las cosas dentro del futuro cono de luz pueden verse afectadas por el evento.

No llegaremos a conocer la supernova hasta que estemos dentro del futuro cono de luz de la supernova. Solo lo descubrimos cuando los fotones nos golpean, que es el punto en el diagrama. Eso está en nuestro futuro.

Tal como lo he dibujado, la supernova ocurre “en el futuro”, pero esto no es muy significativo. Realmente no sucede ni en nuestro cono de luz pasado ni en nuestro futuro cono de luz. Solo las cosas en nuestros conos de luz pasados ​​y futuros se pueden ordenar y decir que ocurrieron en el pasado o en el futuro.

¿Por qué es esto? Tiene que ver con la estructura del espacio-tiempo cuando entras en un ” marco ” diferente, por ejemplo, un marco que va junto con un cohete que se desplaza desde Eta Car hacia nosotros y llega al sistema solar al mismo tiempo que “ahora “en la figura anterior. En el marco del cohete, las cosas se ven diferentes (necesitas las matemáticas de la transformación de Lorentz para hacer esto):
Observe que tanto Eta Car como nosotros ahora nos movemos hacia la derecha, de acuerdo con el cohete (las dos líneas siguen siendo paralelas en la figura porque la distancia entre aquí y allá nunca cambia). Es posible encontrar un cuadro que se mueva lo suficientemente rápido como para que la supernova ocurra antes del “ahora”. Todavía no podemos averiguarlo hasta el futuro, ya que el evento está fuera de nuestro cono de luz pasado. Ninguna transformación de Lorentz puede cambiar eso.

¿Hay alguna discrepancia? No, simplemente no hay un orden a priori para lo que sucede fuera de nuestro cono de luz pasado y futuro. Puede saber si el evento A ocurre antes del evento B solo si el evento A está en el cono de luz pasado del evento B. De lo contrario, puede encontrar un marco donde son simultáneos, o para que uno sea “anterior”, o para que uno sea “luego”.

Nota al pie: La cosmología nos ha dado una forma “natural” de reducir el tiempo: la temperatura CMB. Si desea utilizar esa estructura adicional, puede ordenar los eventos por la temperatura CMB de cuándo ocurrieron.

More Interesting

Cuando las velocidades relativas de los objetos son muy, muy grandes, puede haber luz, calor y reverberaciones mecánicas generadas (sonido) si hay una atmósfera presente. ¿Qué procesos hacen que se produzca el calor y la luz?

¿Qué pasaría si algo 1 decillón de veces más pequeño que un protón se dirigiera hacia la tierra 100 billones de veces más rápido que la velocidad de la luz?

Si podemos hacer que un cuerpo viaje, digamos, 1/4 o 1/2 de la velocidad de la luz, en lugar de la velocidad de revolución de la Tierra, ¿podrían ser diferentes los resultados del experimento de Michelson-Morley? ¿O la luz seguiría siendo c a todas las velocidades debido a algunas partes de la relatividad especial?

¿Cuál es una buena manera de entender que no hay un marco de descanso preferido en términos de ubicación, a escalas más pequeñas?

Si viajáramos a la velocidad de la luz por el resto de nuestras vidas, ¿seríamos inmortales, ya que el tiempo se detiene y no podemos envejecer?

¿Qué tan rápido se mueve la Estación Espacial Internacional y por qué? ¿Cómo pueden caminar / moverse los astronautas en la estación espacial cuando se mueve tan rápido? ¿Qué tan difícil es la dinámica de este movimiento rápido para que otras naves espaciales se acoplen a la ISS?

Relatividad (física): ¿Cómo se puede explicar la curvatura espacio-temporal en términos simples?

Asume esto: puedes viajar más rápido que la luz. Un rayo de luz y comienzas desde la superficie del sol. puedes llegar a la tierra en 7 minutos, el rayo ll tardará más de 8 minutos. ¿Estás realmente llegando a la tierra futura o pasada?

¿Desde dónde y cómo comenzar a comprender el concepto de espacio-tiempo y relatividad?

Si me parara sobre una bola tan grande como la Tierra en el espacio exterior que tenía gravedad cero y crecía en tamaño a una velocidad equivalente a 1 g, ¿se sentiría como si estuviera parado sobre la Tierra, en términos de gravedad?

¿Es válida la teoría de la relatividad de Einstein en más de 3 dimensiones (o 4 dimensiones: 3 espacio + tiempo)?

¿Quién está llevando a cabo un experimento para verificar la teoría general de la relatividad ahora?

¿La teoría de la relatividad general de Albert Einstein no insinuaría que el universo mismo es de diferentes edades? (Estoy preguntando, considerando que hay un debate tanto en el lado creacionista como en el evolucionista con respecto a la edad del universo).

¿Por qué algo con masa no puede acercarse a la velocidad de la luz? ¿Hay un aumento exponencial en la cantidad de energía necesaria para lograr una mayor velocidad?

¿Por qué un láser no produce el mismo efecto que la luz cuando viaja alrededor de un objeto esférico (punto de Poisson)?