Creo que la noción de espacio-tiempo es un aspecto de la jerga científica que causa mucha confusión. El espacio y el tiempo son fundamentalmente diferentes. Mides posiciones espaciales con reglas y mides el tiempo con relojes. Por lo tanto, la física del espacio-tiempo trata el tiempo de manera diferente del espacio.
La clave del espacio-tiempo es la velocidad de la luz. Como la velocidad de la luz en el vacío es una constante fundamental, puede representar y coordinar el tiempo en las dimensiones de una coordenada espacial multiplicando por la velocidad de la luz, s = ct. Sin embargo, el tiempo no actúa como el espacio porque tiene una dirección preferida, por lo que aún debe distinguir entre el tiempo y el espacio, lo que se logra colocando la dimensión del tiempo en un eje completamente diferente. Debido a que ya tenemos tres direcciones espaciales, o ejes, la coordenada del tiempo debe ir en un eje que sea ortogonal a todos los ejes espaciales. Así es como llegamos al espacio-tiempo de 4 dimensiones.
En la práctica, significa que cualquier cambio en una medición espacial también DEBE incluir un cambio en una medición temporal. Tanto el espacio como el tiempo deben transformarse juntos para que la velocidad de la luz sea invariable. Esta es la idea fundamental dada por la teoría de la relatividad especial.
- ¿La luz hace que el tiempo sea constante o casi constante?
- Si E = MC ^ 2, y nada pasa la velocidad de la luz, ¿cómo funciona esta ecuación? Según la ley de conservación de energía, no se crea ni destruye energía. Si es así, ¿de dónde vino la energía en primer lugar?
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Podemos hablar sobre la dilatación del tiempo solo, si solo usamos un reloj para medir el tiempo. Sin embargo, también habría una contracción de longitud asociada. Si solo estás midiendo el tiempo con un reloj, simplemente estás ignorando la contracción de la longitud.
La paradoja gemela está diseñada para ayudar a las personas a pensar en la relatividad especial. No es una paradoja. Está perfectamente bien descrito por la Relatividad Especial. El tiempo es la única cantidad relevante en este caso, porque se refiere a un viaje de ida y vuelta, que termina en el punto de inicio, por lo que cualquier contracción de longitud a lo largo del viaje no es relevante para el problema. En realidad, es posible comprender la paradoja gemela a través del concepto de una línea mundial (una acumulación de intervalos espacio-temporales), que incluye tanto el espacio como el tiempo. La aparente paradoja es que el gemelo que se quedó en casa tiene una línea mundial más larga que el gemelo que viajó. Esto se explica por la dilatación del tiempo Y la contracción de la longitud.
En resumen, el tiempo sigue siendo diferente al espacio en las teorías de la relatividad. El tiempo se mide con relojes y el espacio se mide con reglas. Es la velocidad invariante de la luz que une los cambios en uno a los cambios en otro. Sin embargo, si observa un reloj, puede aislar solo los efectos temporales. Es por eso que el sistema GPS solo tiene en cuenta los efectos de dilatación del tiempo.
