¿Por qué, si viajamos cerca de la velocidad de la luz, llegaremos en el futuro?

Uno de los principios básicos de la relatividad es que todos los relojes funcionan a la misma velocidad en su propio marco de referencia, sin importar qué. Todo envejece a una velocidad de 1 segundo por segundo. Todos estamos viajando hacia el futuro a ese ritmo.

Todo el negocio de los viajeros espaciales que envejecen más lentamente que las personas que se quedan en casa es una consecuencia de las transformaciones de Lorentz (probadas experimentalmente) que convierten las mediciones entre marcos de referencia móviles. Al permanecer sentados en el espacio-tiempo, todos estamos viajando hacia el futuro a un segundo por segundo en la dirección del tiempo. Si queremos viajar realmente por el espacio también, tenemos que donar parte de nuestra velocidad a través de la dimensión del tiempo a la velocidad en las otras 3 dimensiones. Lo que mides como un segundo desde tu punto de vista lleva más de un segundo desde el punto de vista de alguien que te está mirando salir corriendo por el espacio.

Al viajar “rápido” a través del espacio-tiempo, necesariamente viajas “más lento” a través del tiempo desde el punto de vista de alguien que te está mirando, pero si te das la vuelta y los miras, verías lo mismo. Parecen estar alejándose de ti y parecen estar envejeciendo más lentamente que tú. No es solo dilatación del tiempo, sino que las distancias también parecen contraerse a través del mismo mecanismo. Lo que le parece un metro en su marco de referencia parecería más largo que un metro para alguien que lo está mirando. Y debido a que el tiempo realmente pasa más lentamente para usted cuando se apresura por el espacio, puede viajar más lejos en su vida natural que las personas que se quedan en casa. Un poco raro, pero lo superas.

La conclusión es que no existe tal cosa como “llegar al futuro”. Solo hay un “ahora” en constante evolución.

Si una persona viajara muy rápido, les parecería que el tiempo dentro de su nave espacial (o lo que sea) es absolutamente normal.

Sin embargo, cuando miraban por la ventana, veían que todo afuera se comportaba como un video en modo de “avance rápido”.

Para esta persona, todo a bordo de su nave espacial no solo se ve normal, sino que ES normal. Los relojes parecerían funcionar “normalmente”: la velocidad a la que envejecerían parecería normal, a nivel atómico, los materiales radiactivos parecerían tener la misma vida media. Encender una linterna a través de la cabina y medir su velocidad diría que la luz viajaba a la velocidad de la luz en relación con la nave espacial (aparentemente estacionaria).

No habría absolutamente ningún experimento de física que pudieran hacer dentro de la nave espacial que les dijera que viajaban realmente rápido. La única forma de saber que algo inusual está sucediendo sería mirar por la ventana y comparar la velocidad del paso del tiempo con el funcionamiento del resto del universo.

Entonces, cuando la nave espacial finalmente se ralentiza y aterriza en la Tierra, el pasajero presumiblemente sentiría que ha viajado hacia el futuro, desde su perspectiva, solo había estado fuera durante un año, pero se fue en el año 2017 y cuando aterrizó fue el año 3017 o lo que sea. Sin embargo, el reloj / calendario en la nave espacial todavía dice 2018.

Pero prefiero resistirme al término “viaje en el tiempo” … no hubo un salto repentino hacia el futuro, la persona vivió todos los años intermedios, solo con la sensación de que el resto del universo estaba atrapado en avances rápidos.

¿Por qué, si viajamos cerca de la velocidad de la luz, llegaremos en el futuro?

¿Viajando cerca de la velocidad de la luz, la velocidad hace que nuestro bio reloj se acelere y, por lo tanto, envejezca más rápido?

¿O la fuerza gravitacional causada por tener tanta energía ralentiza nuestro bio reloj? Por lo tanto, envejecer más lentamente

¿O viajar a esa velocidad hace que nuestros átomos se descompongan más lentamente?

A2A. 1) Viajar cerca de la velocidad de la luz no debería alterar nuestro bio reloj. 2) Creo que las fuerzas gravitatorias intentarían reducir nuestra velocidad, pero no nuestro reloj biológico (aunque no estoy seguro, ya que la gravitación en un agujero negro altera el tiempo y el espacio). 3) Los átomos no deben descomponerse a ninguna velocidad, a menos que sean radiactivos. Si los átomos, como el hidrógeno, tienen una vida útil, es tan largo que los humanos no han podido detectar la muerte del átomo y así medirla.

A2A (ten en cuenta que esto se basa en lo que sé. Alguien con más experiencia podría demostrar que estoy equivocado).

El tiempo se ralentiza exponencialmente cuanto más te acercas a la velocidad de la luz. En otras palabras, el bio reloj del viajero se ralentiza exponencialmente en comparación con aquellos que no viajan. La razón por la que el reloj biológico se ralentiza es que todos los procesos, incluso los procesos subatómicos más pequeños, se ralentizan. El efecto es que el viajero no nota ni siente nada diferente. Se podría llamar a esa desintegración más lenta de los átomos, pero eso solo cubriría los átomos en descomposición. El tiempo también corre más lento para los átomos que no se descomponen.

La gravedad también ralentiza el tiempo, por lo que tal vez haya una relación entre la gravedad y la alta velocidad. Aparte de eso, Gravity no tiene nada que ver con la dilatación del tiempo inducida por la velocidad hasta donde se sabe en este momento.

¿Quizás estás pensando que el aumento de masa a altas velocidades está causando gravedad adicional? Este no es el caso porque la masa y la gravedad no aumentan en absoluto. Lo que aumenta se llama masa relativista. Básicamente, la masa relativista es lo que se conoce como no relativista: impulso.