El gráfico anterior muestra cuánto tiempo se mide en el barco para las órbitas circulares (línea recta) y elípticas (sinusoidales), en comparación con el tiempo medido por un observador infinitamente lejos. La verdadera anomalía [matemática] \ phi [/ matemática] mide el ángulo de la órbita con respecto al periastrón, por lo que es 0 cuando los cuerpos están más cerca, y [matemática] \ pi [matemática] cuando está más alejado. Los datos utilizados para simular la órbita (masas, eje semi mayor, excentricidad, etc.) se extrajeron del púlsar binario Hulse-Taylor PSR B1913 + 16.
Vemos que cuando los cuerpos están más cerca, el tiempo pasa más rápido para la caja circular que para la elíptica: de hecho, la elíptica estará más cerca del centro y más rápido. Sin embargo, cuando está lejos, el cuerpo también es lento y, por lo tanto, el tiempo pasa más rápido para el caso elíptico. Todo esto está de acuerdo con la relatividad especial y general: el tiempo medido en el barco será como
La expresión completa se puede ver a continuación.
Cosas de matemáticas:
- ¿Qué seres vivos emiten luz?
- ¿Cuál es la forma más eficiente de mover el calor?
- ¿Cómo funciona la física de una trompeta, dado que solo hay tres válvulas, cómo son posibles tantas notas?
- ¿El Gran Colisionador de Hadrones tiene algún propósito ahora que se ha descubierto el Bosón de Higgs?
- ¿Cuánto en $ es el resultado de kw / h de energía cinética humana de una bicicleta normal?
Para una órbita elíptica general con eje semi mayor a, excentricidad e, la tasa de tiempo apropiado [matemática] \ tau [/ matemática] medida a bordo, en comparación con una escala de tiempo t medida muy lejos, es
donde [matemáticas] m = GM / c ^ 2 [/ matemáticas], siendo M la masa del planeta.
En particular, para una órbita circular en r = a (e = 0) obtenemos la fórmula clásica [math] d \ tau = dt \ sqrt {1-3m / r} [/ math].
Esta fórmula se puede obtener conectando las expresiones para el radio, la anomalía verdadera, etc., así como sus derivadas de tiempo en la solución de Schwarzschild (estas fórmulas se pueden encontrar en cualquier referencia para la mecánica celeste, por ejemplo, Fundamentals of Astrodynamics de Vallado).