¿Podría una persona que viaja lo suficientemente rápido alcanzar una estrella cercana dentro de su vida útil a través de la dilatación del tiempo?

Sí, pero también debemos darnos cuenta de que no pensarían que han recorrido una distancia de X años luz porque, en relación con ellos, las distancias se reducen. Aunque esto parece extraño, desde el punto de vista de la teoría del campo cuántico tiene mucho sentido. Aquí hay una explicación de mi libro (Comprender la física a través de la teoría cuántica de campos):
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La explicación se basa nuevamente en la naturaleza de campo de la materia, como se describe en las ecuaciones de campo. Considere dos átomos en un cohete. Suponga que el átomo hacia atrás crea una perturbación de campo y cuando esa perturbación alcanza un átomo más hacia adelante, sucede algo. (Es la interacción entre los átomos, después de todo, lo que hace que todo suceda). Para cuando la perturbación alcance el segundo átomo, habrá avanzado más, por lo que la perturbación debe recorrer una distancia mayor que si el cohete fuera estacionario, incluso después de tener en cuenta la contracción FL. Como los campos se propagan a una velocidad fija, la perturbación tardará más tiempo (como se observa desde la Tierra) en alcanzar el segundo átomo. Por supuesto, las perturbaciones que se propagan en la dirección hacia atrás tienen una distancia más corta para viajar, pero este efecto no es tan grande. (Me temo que demostrar esto está más allá de nuestro alcance). En resumen, las cosas suceden más lentamente cuando te mueves porque los campos tienen que recorrer una distancia mayor.
Una analogía Considere a dos hombres en una balsa que intercambian información llamándose uno al otro. Supongamos además que este intercambio de información determina la evolución de los eventos en la balsa. Es decir, cuando B recibe información de A, hace que sucedan ciertas cosas, y cuando B vuelve a llamar a A, suceden otras cosas. El problema es que las ondas de sonido tardan en viajar de A a B y para cuando el sonido llegue a B, se habrá movido a una nueva posición B ‘. Por lo tanto, el sonido debe viajar a una distancia mayor y la comunicación llevará más tiempo que si la balsa estuviera en reposo.
Otra analogía La idea de la contracción de la longitud y la dilatación del tiempo puede ser más fácil de aceptar cuando se considera que los objetos se contraen y los procesos se ralentizan cuando se enfrían. La única diferencia entre el efecto de la temperatura y el efecto del movimiento es el mecanismo: en un cofre más frío, la desaceleración del movimiento atómico afecta las velocidades y las distancias interatómicas, mientras que en los objetos en movimiento es la distancia adicional a través de la cual los campos deben propagarse. . ¿Pensaríamos que es paradójico si un gemelo fuera colocado en una cámara fría durante 50 años y luego emergiera para descubrir que su hermano era viejo y que ella era joven? No, no lo haríamos; de hecho, hay empresas que ofrecen preservar a las personas congelándolas.
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Si. Dada la suficiente capacidad de aceleración, podríamos alcanzar cualquier región observable dentro de la vida (bueno, tal vez no, ya que el cuerpo humano solo puede tomar cierta aceleración sin daño, pero ese límite está muy, muy lejos).

Por ejemplo, si tuviéramos una nave espacial acelerando a, la relación entre el tiempo en la Tierra y el tiempo en la nave espacial es:

[matemáticas] t = \ frac {sinh (a \ tau)} {a} [/ matemáticas]

Siendo [matemáticas] \ tau [/ matemáticas] este último. Como puede ver, incluso la más mínima aceleración, si es constante, causaría enormes diferencias entre esos tiempos. Si hacemos algunos números, digamos que establecemos una cómoda aceleración de 1G; ¡40 años en la nave espacial serían … [matemáticas] 3,47 \ cdot 10 ^ {17} [/ matemáticas] años en la Tierra!

El tiempo es una figura relativa. Se ve afectado por cosas como la gravedad y el ritmo de rotación del planeta también. Por lo tanto, viajar a la velocidad de la luz en la órbita de la Tierra sería diferente de viajar a la velocidad de la luz cerca de otros planetas. Según tengo entendido, no envejecerás un segundo en gravedad cero absoluta, lo cual es imposible. Pero nuevamente estamos restringidos a nuestro conocimiento sobre dimensiones. El tiempo es en sí mismo la cuarta dimensión. La película interestelar intentó demostrar la quinta dimensión. Según la antigua escritura india, hay un total de 16 dimensiones, que se conocía en el pasado, pero que está más allá de la ciencia moderna a partir de ahora. Si se pudiera acceder a más de estas dimensiones, viajar 1000 de años luz sería cuestión de segundos.

Es lo que es … un escenario hipotético. Sí, los viajeros dentro de la nave espacial no envejecen a un observador externo. Recuerde, eventualmente todo se queda sin energía, incluso el barco hipotético o los viajeros dentro.
Démosle un giro a esta línea de pensamiento … Piense en una estrella a años luz de distancia … Observaría la luz que se emitió hace miles de millones de años … Solo en la última hora terrestre. Pero, en efecto, la estrella podría haberse apagado después de unos pocos millones de años más tarde, lo que nuevamente no se sabría hasta dentro de unos años terrestres. Esto es importante de entender porque aún percibiríamos la existencia de la nave espacial incluso después de que se haya ido, literalmente. Incluso la muerte se retrasa. Entonces, la eternidad es un subproducto del viaje de velocidad de la luz a la Tierra o al observador planetario. En otras palabras, es el efecto percibido. Calcular la edad podría tener en cuenta otros factores cuando la tecnología esté disponible. Por ejemplo, el efecto sobre el carbono, sujeto a velocidades de luz cercanas. Recuerde que estamos asumiendo que los artículos dentro de la nave están a la velocidad de la luz y que no hay ningún dispositivo para contrarrestar los efectos de la velocidad de la luz como contrarrestamos la presión cuando estamos bajo el agua. Si fuera cierto sobre el dispositivo, creo (francamente, no sé si existe), el factor de edad se va por la ventana, el viajero podría perecer, ya que uno está sujeto a una velocidad de contraataque análoga al mantenimiento de la presión en un traje de astronauta.

Si. Desde la perspectiva de un viajero, si el viajero viajó a una estrella muy, muy cerca de la velocidad de la luz, podría alcanzar la estrella casi (pero no exactamente ) instantáneamente. Sin embargo, desde la perspectiva de una persona en la Tierra, todavía tomaría años (o mucho más).

Por lo tanto, desea que X represente la diferencia de diferencia de años entre el tiempo en el barco y el tiempo del observador Y la distancia cubierta en años luz.
El factor de Lorentz representa la relación entre el tiempo transcurrido en el marco de referencia del observador y en el barco.
Es igual a [math] \ gamma = \ frac {1} {\ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2}} [/ math] donde v es la velocidad de la nave en el marco de referencia del observador y c la velocidad de luz.
La distancia recorrida por el barco durante un tiempo t (en el marco de referencia del observador) es igual a t * v donde t es el tiempo transcurrido en el marco de referencia del observador.
Digamos que T es el tiempo transcurrido en el barco.
Tenemos [matemáticas] \ gamma = t / T [/ matemáticas] así que [matemáticas] X_t = tT = T \ gamma-T = T (\ gamma-1) [/ matemáticas], Xt representa la diferencia de tiempo.
Y también tenemos [math] X_d = vt = v. \ Gamma.T [/ math] para la distancia

Con el factor Lorentz:
[matemáticas] X_t = T \ izquierda (\ frac {1} {\ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2}} – 1 \ derecha) [/ matemáticas]
[matemáticas] X_d = \ frac {vT} {\ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2}} [/ matemáticas]

dividiendo las ecuaciones:
[matemáticas] \ frac {X_t} {X_d} = \ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2} \ frac {1} {v} \ left (\ frac {1} {\ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2}} – 1 \ derecha) [/ matemáticas]
o
[matemáticas] v \ frac {X_t} {X_d} = 1- \ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2} = 1- \ frac {1} {\ gamma} [/ math]
Entonces. Sabemos que nuestra distancia en AÑO LIGERO debe ser igual a nuestra diferencia de tiempo en AÑOS. Entonces, nuestra relación X es realmente igual, en km y segundos, exactamente a la inversa de la velocidad de la luz (año luz por año). Entonces tenemos :
[matemáticas] \ frac {v} {c} = 1- \ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2} [/ matemáticas]
y
[matemáticas] \ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2} = 1- \ frac {v} {c} [/ matemáticas]
que tiene dos soluciones:
[matemáticas] \ frac {v} {c} = 0 [/ matemáticas]
y
[matemáticas] \ frac {v} {c} = 1 [/ matemáticas]

Entonces, si estás inmóvil, v = 0 y, por lo tanto, la distancia no aumenta y no hay diferencia entre el tiempo en tu nave y fuera de ella.

La otra solución sería alcanzar la velocidad de la luz (v / c = 1), pero eso es imposible.

Si.

Si viajaba al 99.9% de la velocidad de la luz, un viaje a una estrella a 22 años luz de distancia tomaría 1 año desde el punto de vista de la tripulación del barco.

Viaje al 99.999% de la velocidad de la luz y el viaje tomaría alrededor de un mes para la tripulación.

Empújelo al 99.999999%, ¡y su viaje tomaría menos de tres días!

Si de alguna manera pudieras llevar la nave a la misma velocidad que la partícula ‘Wow’
(El neutrino más rápido y energético detectado) su viaje tomaría unos minutos.

Todavía tomaría alrededor de 22 años desde el punto de vista de alguien en la Tierra.

Si. Lee esto

C como el límite de velocidad universal, la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud explicadas, ¡de una vez por todas! por TR Livesey en Mensajes

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