¿Por qué los relojes funcionan más rápido o más lento en el espacio?

Existe la respuesta clásica. cuya velocidad de paso del tiempo que observa depende de su velocidad relativa en comparación con el punto con el que está comparando. Los efectos apenas se notan por debajo de la mitad de la velocidad de la luz. La velocidad de la luz es de aproximadamente 5,860,000,000,000 millas por año o 669 millones de millas por hora.

Esto es de un sitio web creado por Ole Miss. Time Dilation

Hay un grupo de gemelos, uno astronauta, el otro trabaja para el control de la misión de la NASA. El astronauta sale en un viaje al espacio profundo viajando al 95% de la velocidad de la luz. Al regresar, el reloj de los astronautas ha medido diez años, por lo que el astronauta ha envejecido 10 años. Sin embargo, cuando el astronauta se reúne con su gemelo atado a la tierra, ¡el astronauta ve que el gemelo ha envejecido 32 años! Esto se explica debido al hecho de que el gemelo del astronauta viaja a velocidades relativistas y, por lo tanto, su “reloj” se ralentiza.
Veamos cómo podemos calcular la “diferencia” de tiempo. La ecuación para calcular la dilatación del tiempo es la siguiente:

t = t0 / (1-v2 / c2) 1/2

donde: t = tiempo observado en el otro marco de referencia
t0 = tiempo en el propio marco de referencia de los observadores (tiempo de descanso)
v = la velocidad del objeto en movimiento
c = la velocidad de la luz en el vacío

entonces, en nuestro problema, dejaremos v = .95c, t0 = 10 años y resolveremos t, que es el tiempo que mide el hermano de la Tierra.

t = 10 / (1- (.95c) 2 / c2) 1/2

t = 10 / (1- .952) 1/2
t = 10 / .312
t = 32 años
(el tiempo que el hermano de la tierra mide)

Ahora echemos un vistazo más de cerca a la ecuación y determinemos qué impacto tiene la velocidad del objeto en la dilatación del tiempo. Podemos ver que si la velocidad es pequeña en comparación con la velocidad de la luz, la cantidad v2 / c2 se aproxima a 0 y la ecuación simplifica t0: t = t0 / 1, que es simplemente t. Entonces, a velocidades relativamente lentas (nuestras velocidades diarias) la dilatación del tiempo no es un factor y las Leyes de Newton todavía son aplicables. Ahora echemos un vistazo a las altas velocidades (cercanas a la velocidad de la luz), a partir de la ecuación que a medida que la velocidad aumenta la cantidad v2 / c2 se acerca a 1 (pero nunca dejará de alcanzarla), causando la cantidad (1-v2 / c2) 1 / 2 t0 se vuelve cada vez más pequeño … por lo tanto, hace que el tiempo medido por el otro observador t0 sea mayor, haciendo que nuestro tiempo parezca más lento (consulte el ejemplo). ¡Sé que es muy confuso! léelo nuevamente, piénselo y luego estudie el gráfico a continuación. Como se puede ver en el gráfico, la dilatación del tiempo comienza t0 “aparecer” entre .4c y .5c. Observe también que cuanto más se acerca a la velocidad de la luz, mayor es la velocidad de impacto en la dilatación del tiempo (observe cuán empinada se vuelve la curva hacia el final).

Hay dos efectos relativistas a considerar. La relatividad especial dice que los relojes satelitales funcionarán más lentamente debido a su alta velocidad relativa. La relatividad general dice que los relojes funcionarán más rápido, debido al campo gravitacional más pequeño. El efecto neto es que el efecto de gravitación es mayor que el efecto de velocidad, y los relojes satelitales funcionan más rápido. GPS y relatividad


Actualización: me refiero aquí a los relojes en los satélites GPS, que están en una órbita de 12 horas a unos 20,000 km de altitud. Los satélites en órbitas más estrechas tendrían velocidades más altas y mayor gravedad, por lo que los efectos estarían más cerca de cancelarse entre sí. La altitud práctica más baja para un satélite es de unos 160 km. Uno podría calcular las velocidades orbitales y la reducción de la gravedad de dicho satélite, luego pasar estos números a través de las fórmulas de los efectos de la gravedad y la velocidad, para determinar si estos relojes realmente funcionarían más lentamente. Lo dejo como ejercicio para el lector.

Respuesta corta: relatividad general. Corren más rápido en el espacio porque la gravedad ralentiza el paso del tiempo.

Respuesta larga: solo lea el artículo de Wikipedia. Está un poco fuera de mi área de especialización.

Corren más rápido en el espacio debido a la dilatación del tiempo gravitacional de la relatividad general que supera la dilatación del tiempo lorentz de la relatividad especial para velocidades normales.

Esos son todos resultados anómalos debido a la metodología deficiente del experimentador y las plagas estadísticas. No han resistido a un mayor escrutinio. Además, la mayoría de los sitios enumerados son sitios crackpot que se aferran y enfatizan resultados de baja calidad.

En realidad, los relojes funcionan MÁS RÁPIDO en los satélites. La razón de esto es que los objetos extremadamente pesados, como la Tierra, producen mucha gravedad y la gravedad puede, lo creas o no, ralentizar el tiempo.

‘Tesla, 75, predice una nueva fuente de energía’, del New York Times (5 de julio de 1931), sección 2.1
“Los fenómenos de la radioactividad no son el resultado de fuerzas dentro de las sustancias radiactivas, sino que son causados ​​por este rayo emitido por el sol. Si el radio pudiera protegerse eficazmente contra este rayo, dejaría de ser radiactivo”, dijo. http://en.wikiquote.org/wiki/Nik

Hay un medio muy simple para verificar esto y es simplemente medir el peso de un isótopo radiactivo. ¿Pierde peso como debería? ¡Nadie se ha molestado en comprobarlo y hacerlo ahora haría que los físicos parecieran tontos!

Las implicaciones de esto son enormes. La datación radioactiva se vuelve cuestionable, y la edad de la Tierra, las rocas de la Luna, los artefactos antiguos, hasta la edad del universo se vuelven poco confiables.

El tiempo se ralentizará solo si está en un movimiento relativo con respecto a un observador. En el espacio, si estás en reposo con respecto a un observador, entonces el tiempo no se ralentizará, pero con alguien en la tierra, se ralentizará. La razón es dilatación del tiempo. Lee relatividad especial de cualquier buen libro. En realidad es muy simple.

Depende de la órbita. Los relojes corren más lentamente en pozos de gravedad y más rápido a velocidades más altas. Esto se debe a la relatividad general y la relatividad especial.

More Interesting

¿Sería posible usar warp drive para ir a un punto arbitrario en la galaxia o solo un camino predefinido lo hace factible?

¿Las personas realmente entienden la teoría de la relatividad?

¿Qué rama de las matemáticas es crucial al igual que la teoría de la relatividad en física es crucial?

¿No deberían las ondas gravitacionales causar oscilación visual de las estrellas?

Si estuvieras flotando en un espacio vacío e inmóvil en relación a casi todo lo que pudieras ver. ¿podrías mover tu cuerpo de alguna manera para inducir movimiento en alguna dirección?

¿Puede la gravedad doblar el espacio-tiempo para acortar el camino de un haz de luz desde dos puntos?

¿Qué pasaría si las ondas gravitatorias detectadas en los detectores LIGO fueran miles de millones de veces más fuertes? ¿Nos desanimaría o cómo lo sentiríamos?

Física: ¿Cómo describirías en unas pocas oraciones la teoría de la relatividad y la teoría cuántica?

¿La gravedad disminuye la velocidad de la luz si veo el evento desde un marco de referencia fuera del campo gravitacional?

¿Cómo sería el mundo si las unidades de acción no se cuantificaran?

¿Por qué editó mi pregunta sobre las dimensiones de espacio-tiempo en expansión que cambian mi duda de una manera diferente?

¿Es posible que nos falte algo fundamentalmente para entender la masa inercial?

¿Cuáles son algunas cosas que los científicos creen que podríamos aprender al descubrir qué hay detrás del horizonte de eventos de un agujero negro?

¿Podría ser que es la curvatura del espacio-tiempo lo que causa la materia, y no al revés?

¿Qué significa que la fuerza gravitacional que experimentamos es el resultado de la curvatura del tiempo (y no del espacio)?