¿Que es el tiempo? ¿La gravedad realmente ralentiza el tiempo?

Answer 1

La siguiente respuesta es la misma que también escribí para otra pregunta de Quora: ¿Depende el tiempo de la gravedad?

El tiempo depende de la gravedad. El reloj hará tictac más lento a mayor gravedad que a menor gravedad. Este fenómeno también se conoce como dilatación del tiempo gravitacional. Déjame explicarlo con la ayuda de los agujeros negros.

Sabemos que la gravedad es en realidad una curva en el espacio-tiempo, y el agujero negro curva el espacio-tiempo tanto en sí mismo que incluso la luz no puede atravesarlo. Ahora imagine a dos astronautas en una nave espacial cerca del agujero negro, uno de los astronautas salta a un agujero negro mientras que el otro astronauta lo observa desde la nave espacial. Ahora, desde la perspectiva del astronauta en una nave espacial, observará que el otro astronauta que saltó al agujero negro, aparecerá congelado y atascado en el horizonte de eventos. Debido a que el tiempo pasará realmente lento debido a la inmensa gravedad (curva espacio-tiempo) del agujero negro.
Desde la perspectiva del astronauta que saltó a un agujero negro, fue arrancado hasta los últimos átomos de su cuerpo, ya no existe.

El tiempo es relativo, y el observador siempre experimenta la dilatación del tiempo.
Para el astronauta en el agujero negro, su segundo se vería como un segundo normal (aunque ya no existiera), pero para el astronauta en la nave espacial, ese segundo parecería años.

Me gustaría mencionar algunos párrafos de un libro famoso: Una breve historia del tiempo de Stephen Hawking.

Imagina una nave espacial en el espacio. Por conveniencia, imagine que la nave espacial es tan larga que la luz tarda un segundo en atravesarla de arriba abajo. Finalmente, supongamos que hay un observador en el techo de la nave espacial y otro en el piso, cada uno con relojes idénticos que hacen tictac una vez cada segundo.

Supongamos que el observador del techo espera que el reloj marque, y luego envía inmediatamente una señal luminosa al observador del piso. El observador del techo hace esto una vez más la próxima vez que el reloj marca el tic. De acuerdo con esta configuración, cada señal viaja durante un segundo y luego es recibida por el observador de piso. Entonces, así como el observador del techo envía dos señales luminosas por segundo, el observador de piso recibe dos, un segundo de separación.

¿En qué se diferenciaría esta situación si la nave espacial estuviera descansando en la tierra, bajo la influencia de la gravedad, en lugar de flotar libremente en el espacio? Según la teoría de Newton, la gravedad no tiene ningún efecto en esta situación. Si el observador en el techo envía señales separadas por un segundo, el observador las recibirá separadas por un segundo. Pero el principio de equivalencia no hace la misma predicción. Podemos ver lo que sucede, nos dice ese principio, considerando el efecto de la aceleración uniforme en lugar del efecto de la gravedad. Este es un ejemplo de la forma en que Einstein utilizó el principio de equivalencia para crear su nueva teoría de la gravedad.

Así que ahora supongamos que la nave espacial está acelerando. (Imaginaremos que está acelerando lentamente, ¡así que no nos acercamos a la velocidad de la luz!) Como la nave espacial se está moviendo hacia arriba, la primera señal tendrá menos distancia para viajar que antes y, por lo tanto, llegará antes de un segundo. . Si el cohete se moviera a una velocidad constante, la segunda señal llegaría exactamente la misma cantidad de tiempo antes, por lo que el tiempo entre las dos señales permanecerá un segundo. Pero debido a la aceleración, la nave espacial se moverá incluso más rápido cuando se envía la segunda señal que cuando se envió la primera señal, por lo que la segunda señal tendrá incluso menos distancia para atravesar que la primera y llegará en mucho menos hora. El observador en el suelo, por lo tanto, medirá menos de un segundo entre las señales, en desacuerdo con el observador de techo, quien afirma haberlos enviado exactamente un segundo aparte.

Probablemente esto no sea sorprendente en el caso de la nave espacial acelerada: después de todo, ¡acabamos de explicarlo! Pero recuerde, el principio de equivalencia dice que también se aplica a un cohete en reposo en un campo gravitatorio. Eso significa que incluso si el cohete no está acelerando pero, por ejemplo, está sentado en una plataforma de lanzamiento en la superficie de la tierra, si el observador del techo envía señales hacia el piso a intervalos de un segundo por segundo (según su reloj), el piso el observador recibirá las señales a intervalos más cortos (según su reloj). ¡Eso es sorprendente!

Answer 2

¿Que es el tiempo?

El tiempo es el progreso indefinido continuo de la existencia y los eventos que ocurren en una sucesión aparentemente irreversible desde el pasado hasta el presente y el futuro. Históricamente, el tiempo ha estado estrechamente relacionado con el espacio, los dos se fusionan en el espacio-tiempo en la relatividad especial y la relatividad general de Einstein. De acuerdo con estas teorías, el concepto de tiempo depende del marco de referencia espacial del observador, y la percepción humana, así como la medición por instrumentos como los relojes, son diferentes para los observadores en movimiento relativo.

¿La gravedad realmente ralentiza el tiempo?

Sí, lo hace. Cuando Einstein elaboró ​​las ecuaciones de su teoría general de la relatividad, se dio cuenta de que los objetos masivos causaban una distorsión en el espacio-tiempo. Imagine colocar un cuerpo grande en el centro de un trampolín (curva espacio-tiempo). El cuerpo presionaría hacia abajo en la tela, causando que se formara un hoyuelo que estiraría la curva espacio-tiempo. La gravedad no solo atrae a los objetos que tienen masa, sino que atrae todo, como las ondas electromagnéticas (como la luz) y la curva espacio-temporal, que a su vez amplía la curva del espacio-tiempo debido a la cual la tasa de cambio del tiempo se vuelve más lenta cerca de ella.

Es posible que haya visto esta imagen 2D del espacio-tiempo, pero es solo una visualización simple que se utiliza para explicar.

Pero más precisamente es como la imagen que se muestra a continuación.

Answer 3

En su pregunta, la palabra “en realidad”, desde un punto de vista relativista, tiene que ver con si diferentes observadores, con diferentes opiniones sobre lo que está sucediendo simultáneamente en su entorno, están de acuerdo entre sí. En el caso de la dilatación del tiempo gravitacional, todos lo hacen.

Tomaré el enfoque visual más completo con mi respuesta. No TL; DR, me temo …

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Para abordar su primera pregunta acerca de la naturaleza del tiempo, es importante dejar de lado cualquier idea intuitiva que pueda tener sobre el tiempo que fluye por igual en y alrededor de nosotros. El tiempo solo existe dentro de la materia en forma de tasa de cambio , y depende mucho de su movimiento relativo.

A nivel cuántico, dentro de la materia de, por ejemplo, nuestros cuerpos, hay fuerzas fundamentales que interactúan, que resultan en todos los cambios posibles a nivel atómico, molecular y celular, y así sucesivamente. Estas fuerzas fundamentales a nivel cuántico están interactuando dentro de toda la materia a la velocidad constante de la luz , que es por lo tanto el límite de nuestra tasa de cambio observada.

Cuando observamos un objeto que no está en movimiento relativo, solo vemos el efecto de las fuerzas fundamentales a la velocidad de la luz en su interior, en forma de tasa de cambio, o: tiempo.

Así que no piense que un objeto estático está completamente quieto: dentro de él, sus interacciones se comunican continuamente a la velocidad de la luz, incluso para mantener el status quo. Resulta que la tasa relativa de cambio dentro de la materia funciona perfectamente sincrónica con el reloj de la luz de Einstein;

Este es un reloj que tiene una cierta distancia entre dos espejos, y simplemente cuenta los impulsos de luz recibidos en la parte superior. Cuando vemos un reloj que no se mueve con respecto a nosotros (imagen de la izquierda), vemos un reloj que se mueve más rápido que cuando se mueve con respecto a nosotros (imagen de la derecha), porque para nosotros, estos pulsos de luz necesitan viajar una distancia más larga A su velocidad constante siempre observada.

Pero para la persona que se está moviendo, junto con este reloj, no se observa que vaya más lento en absoluto, ya que la velocidad de cambio dentro de los cerebros de esa persona, y toda la otra materia a esta velocidad, va exactamente sincronizada con el reloj de luz al lado de él. Para él, se observará que el otro reloj va más lento (volveré a eso más adelante).

Entonces, la suma de la velocidad de movimiento observada , junto con la velocidad interna de las fuerzas fundamentales , que causan la tasa de cambio observada, siempre se suma a la velocidad constante de la luz para todos los observadores inertes en el espacio-tiempo plano.

Esta es la razón por la cual el tiempo es una cantidad imaginaria ([math] \ sqrt {-1} [/ math]) en física, cuando se calcula (contrae) la distancia adecuada: la constante del intervalo espacio-tiempo de Pythagorean necesita obtener un signo menos para la parte del tiempo: [math] \ sqrt {x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2- (ct) ^ 2} [/ math], o la distancia es una cantidad imaginaria, al calcular (dilatado) el tiempo adecuado: [math] \ sqrt { (ct) ^ 2-x ^ 2-y ^ 2-z ^ 2} [/ math]. Esto se debe a que el tiempo dilatado o la distancia contratada también pueden expresarse tanto en tiempo como en distancia, con la velocidad de la luz como un factor de intercambio, por lo que podemos restarlos de Pitágoras. Es pitagórico, porque en la primera imagen, la dilatación del tiempo observada no es proporcional a la longitud de la trayectoria de viaje real de la hipotenusa, sino a la relación de lo opuesto: hipotenusa. La suma de la trayectoria total de viaje siempre será c. A menudo se describe como “movimiento a través del tiempo a la velocidad de la luz”, cuando no se está en movimiento relativo.

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Otra cosa importante a entender, antes de poder explicar la dilatación del tiempo gravitacional, es la relatividad de la simultaneidad, y cómo esto puede hacer que dos observadores midan los relojes de luz de Einstein, o el tiempo, cada vez más lento.

Comprenda cómo podemos definir lo que ha sucedido simultáneamente en nuestro entorno, haciendo uso de la velocidad constante de la luz, enviando pulsos de luz a nuestro entorno: todo lo que se refleja al mismo tiempo debe haber ocurrido en el mismo tiempo, a la misma distancia. Vea el ejemplo a continuación, donde la profundidad y el ancho representan 2 dimensiones de espacio, y la altura representa el tiempo. Si una cierta distancia hacia arriba representa un segundo, entonces la misma distancia ancha y profunda representa una luz de segundo, por lo que la luz siempre se muestra moviéndose en ángulos de 45 °;

A ‘y A estaban sucediendo simultáneamente, porque el primer impulso enviado se recibió simultáneamente, después de ser reflejado por estos dos eventos. El evento 0 sucedió simultáneamente a A ‘y A, porque estaba exactamente entre el momento del envío y la recepción del pulso de luz inicial.

Pero cuando se encuentra en movimiento lineal, un observador estático “verá” que la luz te hace más lento por detrás: te has movido un poco durante el tiempo en que la luz, a su velocidad constante, viajaba hacia ti. Esto, por razones similares, se observa cuando llega más rápido a la luz que viene del frente.

Estas diferencias no son observadas por el propio viajero, ya que se observa que la tasa de cambio en toda la materia es asimétrica a lo largo de su movimiento: el observador estático observará un reloj de luz de Einstein en su lado con una luz que se mueve más lentamente desde atrás hacia el De frente, y más rápido de adelante hacia atrás, en relación con el barco. El viajero, por otro lado, siempre lo observará a una velocidad constante y simétrica.

El observador estático observa que esta asimetría causa el siguiente artefacto, cuando el viajero define su simultaneidad espacial;

En el momento en que nosotros, como observadores estáticos, definamos el evento 0 (en el medio) para que nos esté sucediendo de manera simultánea, con una visión ‘horizontal’ de la simultaneidad, el viajero que se aleja definirá un momento en nuestro pasado que suceda de manera simultánea. Y cuanto más viaja, más “mira” nuestro pasado. Mirar más y más allá en el pasado, mientras el tiempo pasa, hará que el viajero nos observe también como dilatados.

Tenga en cuenta que no hay realmente un mecanismo diferente detrás de esta dilatación del tiempo observada simétricamente entre los dos observadores, donde uno parece tener una dilatación del tiempo “real”, mientras que el otro mira subjetivamente hacia el pasado del otro. Son solo puntos de vista diferentes sobre el mismo fenómeno. Comprenda que no existe el movimiento absoluto: el viajero también puede verse como estático, mientras que el otro se aleja de él.

Aquí hay dos ejemplos perspicaces de cómo las diferentes opiniones sobre la simultaneidad siempre observarán que el otro está dilatado en el tiempo;

En el evento 0, el punto de encuentro, en realidad están de acuerdo con el tiempo del otro.

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Ahora, para explicar finalmente la dilatación del tiempo gravitacional, debes saber que la aceleración se comporta, en pequeñas escalas, exactamente de la misma manera que la gravedad. Es imposible que alguien en una nave espacial acelerada realice un experimento para concluir si está experimentando gravedad o aceleración (además de mirar fuera de su nave).

Este fue el pensamiento más feliz de Einstein, y se conoce como el principio de equivalencia.

Tenga en cuenta que cuando observamos un objeto en movimiento lineal, con nuestra opinión ‘horizontal’ de simultaneidad, en realidad vemos (menos el retardo de la luz) un momento de simultaneidad diagonal posterior en la parte trasera de la nave y un momento de simultaneidad anterior en la parte delantera ;

Este diagrama espacio-temporal de Minkowski funciona igual que antes: el tiempo es hacia arriba, el espacio hacia los lados, la luz viaja en un ángulo de 45 °. El observador ‘estático’ solo se mueve a través del tiempo: directamente desde el origen, en ct, mientras que el viajero sigue la línea mundial de ct ‘. Algunos de los planos de simultaneidad en ángulo de la nave están marcados en rojo. La flecha azul gruesa muestra la longitud del barco contratado, según lo observado por el viajero: parte de su longitud permanece oculta en la dimensión del tiempo, y siempre se presenta un momento posterior al observador de su espalda (cuando ya estaba un poco más adelante), y un momento más temprano de su frente (cuando aún no estaba tan lejos).

El tiempo avanza lentamente, con los 45 ° que rebotan en la luz azul de Einstein (enorme), en todo el barco, en comparación con los tics de tiempo más rápidos del observador estático en ct, aunque el viajero observa la misma dilatación de tiempo para la ‘estática ‘observador, ya que está’ mirando ‘hacia atrás en el tiempo del observador estático, con sus líneas diagonales de simultaneidad.

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Cuando hiciéramos las mismas observaciones para un viajero que acelera de manera uniforme para “simular” la gravedad, su parte posterior presentará continuamente una y otra vez Momento de simultaneidad del viajero con el observador ‘estático’, debido a su velocidad ganadora. Esto permite observar siempre una parte trasera de aceleración más rápida , en comparación con su parte delantera, aunque el propio viajero medirá continuamente la espalda que permanece a la misma distancia (con la misma aceleración), con sus líneas de simultaneidad convergentes. Este lado posterior más rápido será suficiente para dar el efecto de contracción de longitud para la simultaneidad horizontal del observador estático;

Pero el tiempo adecuado, por otro lado, fluye proporcionalmente a los dos relojes de luz de Einstein en la parte posterior y en la parte delantera (representados por las luces de rebote de 45 °). Así que puedes ver que cuando el reloj delantero lee 4 segundos, su opinión sobre la simultaneidad es con el momento en que el reloj trasero lee 2 segundos. Además, la parte posterior sigue exactamente esta misma línea de simultaneidad hacia el futuro, en este momento particular, por lo que la parte posterior realmente está de acuerdo con el frente que está dilatado por el tiempo (aunque no experimentará esto allí, obviamente: el tiempo dentro de la materia siempre fluye exactamente en sincronía con el reloj de luz que se encuentra a su lado: un segundo por segundo, juego de palabras intencionado).

La energía cercana (en su mayoría nuclear: el 99% de la energía dentro de la masa es la energía de enlace entre los quarks constituyentes dentro de los protones y los neutrones) hará que la velocidad de la luz se comporte exactamente igual al acelerador que se describe en el diagrama anterior, con la única diferencia de que estos efectos están ocurriendo, mientras permanecen en la misma ubicación relativa. Esto se conoce como espacio-tiempo curvo.

Espero que esto se aclare un poco.

Answer 4

Actualmente, no hay una causalidad conocida para la dilatación del tiempo gravitacional, pero permítanme postular una aquí. Si aceptamos esa constante, el movimiento lineal ralentiza el tiempo y luego deducimos que existe una relación real y física entre la velocidad y el tiempo. Si exploramos esta relación, primero encontramos que hay un número finito de veces de Planck que ocurren por segundo de nuestro tiempo universal (promedio), 1.855 x 10 (43) para ser precisos. Si asumimos que estos tiempos de Planck se transfieren de los deberes temporales al movernos a través del tiempo, a los deberes físicos al movernos a través del espacio, entonces encontramos que esta idea cumple con la ciencia aceptada e incluso puede llegar a e = mc (cuadrado) ) Utilizando esta idea y el trabajo cuántico realizado. Entonces, creo que la idea de la transferencia de la energía de los tiempos de Planck a la energía cinética es válida. Por ejemplo, a la velocidad de la luz, usas TODA la energía del tiempo de Planck para el movimiento físico y no queda nada para moverte a través del tiempo. Si está “estacionario”, usa TODO el tiempo en quanta para moverse a través del tiempo, excepto que todavía se necesitan algunos para soportar toda la energía de giro dentro de su masa. Esta es la razón por la que cualquier cosa con masa nunca puede alcanzar la velocidad de la luz porque hay menos de 1.855 x 10 (43) tiempos planck disponibles para moverse a través del espacio. Sólo los fotones sin energía de espín pueden alcanzar “c”.

A continuación, debemos recordar que la gravitación newtoniana se puede describir simplemente como curvatura del tiempo. Por lo tanto, considerando solo los efectos newtonianos por el momento, ya que estos son los principales efectos gravitacionales con los que tenemos que lidiar para todos o la mayoría de nuestros viajes dentro del Sistema Solar, entonces ignoramos los pequeños efectos de la curvatura del espacio (tenga paciencia con esto). Luego deducimos que la gravitación newtoniana es el efecto y la curvatura del tiempo es la causa. (Puede probar esto fácilmente en un par de líneas de matemáticas combinando la ecuación de Newton con la ecuación de curvatura de tiempo de la métrica de Schwarzchild). Usted obtiene;-
g = c (2) / 2r en (1-t (2))

es decir, tenemos el efecto “g” en un lado de la ecuación y la causa (1-t (2)) en el otro lado sin ninguna constante arbritraria. Esta es la verdadera ley universal de la gravitación, no Newton. Newton es una regla de comportamiento y no da causalidad, a diferencia de f = ma, otra ley fundamental de la naturaleza.

Entonces, cuando miramos a la Tierra desde una distancia y preguntamos “¿Dónde está el movimiento que causa la curvatura del tiempo?” solo podemos adivinar, excepto que me parece que hay mucho movimiento en marcha a velocidades relativistas dentro de la materia de la que está compuesta la Tierra. Parece lógico que el efecto acumulado de toda la energía de espín de todas las partículas subatómicas dé lugar al efecto de dilatación del tiempo en la superficie. A partir de entonces, a medida que aumenta la elevación sobre la Tierra, la dilatación del tiempo decae y el tiempo se acelera. Esto es lo que observamos en la práctica (por ejemplo, para el GPS).

Entonces, tu pregunta, “¿Cómo disminuye la gravedad el tiempo?” se invierte. La pregunta realmente es “¿Cómo la gravitación del tiempo produce gravitación?” La ecuación anterior demuestra la respuesta a esta pregunta.

Sé que el físico entre ustedes querrá darme una paliza por el GR y la curvatura del espacio, pero estoy sugiriendo que la curvatura del espacio prevista en el GR es, de hecho, otro efecto de este campo de tasa de tiempo variable. La gravedad newtoniana es la aceleración localizada causada por la tasa de cambio de tiempo con la posición, la pendiente de la tasa de tiempo a nivel local. Propongo que hay una curvatura espacial “efectiva” causada por su efecto en la distancia recorrida a la velocidad debido al cambio en la tasa de tiempo en cualquier distancia recorrida. Es el efecto de la curvatura del tiempo en la curvatura del tiempo. Este efecto será significativo para pendientes mayores de la tasa de tiempo (campos fuertes). Sugiero esto porque podemos ver arriba la causa y el efecto de la curvatura del tiempo, pero que no hay causalidad para la curvatura del espacio. La curvatura del espacio es una noción abstracta y las ideas abstractas no pueden acelerar los objetos físicos.

No estoy en desacuerdo con las matemáticas de GR, sería un tonto hacerlo. Estoy sugiriendo que este efecto de campo es equivalente a él. ¿Por qué me molesto? Porque no debemos creer en la curvatura física de la nada. Es una idea absurda que funciona en la práctica.

Answer 5

******¡SÍ!******

La gravedad disminuye el tiempo!

Que es el tiempo’?

El tiempo como lo que nos enseñaron cuando éramos jóvenes es algo que continúa continuamente. Nuestros antepasados, nuestros ancianos nos enseñaron que es precioso. Incluso el tiempo nos enseñó que es precioso. Una vez que se pierde el tiempo, se pierde y literalmente no hay forma de recuperarlo o ralentizarlo. El flujo del tiempo fue considerado una de las leyes fundamentales para todo lo que existía. Es decir, el flujo de tiempo no puede variar.

El tiempo es el progreso indefinido continuo de la existencia y los eventos que ocurren en una sucesión aparentemente irreversible desde el pasado hasta el presente y el futuro.

El tiempo es una cantidad componente de varias mediciones utilizadas para secuenciar eventos, para comparar la duración de los eventos o los intervalos entre ellos, y para cuantificar las tasas de cambio de cantidades en la realidad material o en la experiencia consciente.

-Wikipedia

Pero lo que dice la física es muy diferente de este concepto clásico del tiempo. Es el año de 1905, cuando Einstein propuso su teoría de la relatividad, conocida como la teoría especial de la relatividad. Afina tus ojos, para saltar al siguiente tema interesante!

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Dilatación del tiempo:

La teoría especial de la relatividad revela que el tiempo puede acelerar, desacelerar e incluso detenerse, relativamente . Entonces, un cambio en el flujo del tiempo nunca puede ser observado, sentido o entendido por una persona, cuyo tiempo está cambiando. La persona sentirá que el tiempo pasa como es y nada sucede mal. Para que ocurra tal evento, la persona debe viajar con una velocidad diferente, en relación con la Tierra.

¿Confuso? Toma una analogía. Considere a un hombre, viajando en una nave espacial, viajando a una velocidad alta, digamos una fracción de la velocidad de la luz (más alta que la de la Tierra). Para el hombre, el tiempo se desaceleraría, relativamente. El flujo del tiempo en la nave espacial es diferente de la Tierra. En este caso, el tiempo se ve afectado por la velocidad del cuerpo en movimiento. Referir- paradoja gemela.

Hay otro caso, aún más raro. Aún más extraño, más extraño que yo: p. Dejame explicar. Cuando te acercas a un cuerpo masivo, masivo que la Tierra, ¡el tiempo se reducirá! Incluso en la Tierra, experimentamos este factor. Aquí, las cosas se ponen aún más raras. Un hecho extraño es que el núcleo de la Tierra es aproximadamente 2.5 años más joven que su superficie. ¿Por qué? ¿Cómo sucede eso? Bueno, la respuesta es la misma que tu pregunta. ¿El tiempo y la gravedad están relacionados? ¡Por supuesto que sí!

El tiempo puede ser dilatado por dos factores diferentes. Son:

1. Velocidad del móvil.
2. Gravedad (masa)

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Gravedad:

¿Cómo podría el núcleo de la Tierra ser más joven que su superficie? Bueno, primero aprende lo que es la gravedad.

“La gravedad es una fuerza de atracción entre dos cuerpos en el universo. La fuerza es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional a la distancia cuadrada entre ellos ”. ¡Esto se explica por la caída de una manzana! Sí, es, Newton es el chico.

La distancia entre dos objetos no es la distancia entre sus superficies. Son las distancias entre su centro individual de masas. ¿Qué es el centro de masa?

El centro de masa de una distribución de masa en el espacio es el único punto donde la posición relativa ponderada de la masa distribuida se suma a cero, o el punto donde, si se aplica una fuerza, se mueve en la dirección de la fuerza sin girar. – Wikipedia.

Bueno, hay algo más que deseo decirte, pero no quiero profundizar en este tema. Vayamos al tema.

La distancia entre el núcleo y el centro de la masa de la Tierra es mucho menor (cero y un poco por encima de cero) que la distancia entre la corteza terrestre y el centro. Por lo tanto, la gravedad en la superficie de la Tierra es muy inferior a la gravedad en el núcleo.

Dilatación del tiempo gravitacional:

A Einstein se le ocurrió otro auge, dentro de los próximos dos años. Él planteó la hipótesis / postuló que el tiempo se desaceleró por la gravedad en el año 1907. Bueno, la década resulta ser la década más productiva e importante para la física moderna de hoy. Sí, el tiempo fluye lentamente cerca de cuerpos masivos y se vuelve más y más lento con la disminución de la distancia entre el cuerpo y el lugar donde se mide el tiempo.

Cincuenta y dos años después, es decir, en 1959, se verifica experimentalmente. Este efecto gravitacional en el tiempo se confirma / demuestra solo después de 52 años por el experimento Pound-Rebka.

En una cáscara de nuez (solo para que sea más fácil de entender), la velocidad del flujo de tiempo está inversamente relacionada con la fuerza gravitacional.

Cuando la gravedad aumenta, el tiempo fluye más lento y cuando la gravedad disminuye, el tiempo fluye más rápido. Lo contrario no necesita y puede que no sea verdad en absoluto.

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Espacio y tiempo:

El espacio y el tiempo se fusionan entre sí para formar el espacio-tiempo (imaginario).

El espacio-tiempo es cualquier modelo matemático que fusiona las tres dimensiones del espacio y la única dimensión del tiempo en un solo continuo de cuatro dimensiones. Los diagramas espacio-temporales son útiles para visualizar y comprender los efectos relativistas, como la forma en que los diferentes observadores perciben dónde y cuándo ocurren los eventos. – Wikipedia.

En una cáscara de nuez, es como una tela o tela en la que se encuentra todo el universo. Al igual que un paño, el espacio-tiempo también se dobla. Está doblado por objetos masivos (objetos que tienen masa, incluso tú y yo), debido a su gravedad. Cuanto más profundo es el espacio-tiempo, más lento es el tiempo que fluye. Los objetos más masivos producen curvaturas más profundas en el espacio-tiempo y, por lo tanto, ralentizan el tiempo en mayor medida. Los cuerpos con menos masa producen una curvatura relativamente menor y, por lo tanto, el tiempo fluye más rápido en comparación con el objeto más masivo.

Se dice que un agujero negro tiene mucha más masa o masa infinita en una singularidad. Por lo tanto, el tiempo se ralentiza cerca de estos agujeros negros, se detiene en el horizonte de eventos y corre hacia ATRAS dentro de un agujero negro

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Un hecho adicional: ¡ Cuando te conviertas en un hombre viejo, tus piernas envejecerán unos segundos (mili segundos) menos que tu cabeza! ¡Incluso puedes verificarlo experimentalmente! 😛

Estoy escribiendo esta respuesta tan simple como puedo para que los lectores entiendan fácilmente. Escribo respuestas solo para compartir mis conocimientos y no para mostrar mi inteligencia. Los pros por favor no se quejan. Al mismo tiempo, sugiere ediciones si has encontrado algunos errores.

Gracias.

Answer 6

Todo comienza con el hecho de que todo lo que existe es una colección de olas. Incluso los objetos materiales son ondas, solo sus longitudes de onda son muy pequeñas para que no las veas en la vida real. Vea Matter wave para más detalles. Tenga esto en cuenta; se volverá importante muy pronto.

La forma en que funciona la interacción gravitatoria es que las colecciones de energía (en cualquier forma) transfieren parte de su energía e impulso a las colecciones de energía vecinas. Recuerda ahora el hecho de que todo es una colección de olas. Ahora, ¿qué pasa si una ola obtiene más energía? Su frecuencia aumenta. ¿Y qué sucede si observas una onda cuya frecuencia ha aumentado? Se verá igual, excepto que todo se apretará (en la dirección de su movimiento). Esto se llama contracción del espacio.

Ahora bien, esto puede parecer contrario a la intuición, pero si se resuelven los cálculos, el resultado de esta contracción es que la luz (o cualquier señal) debe tomar un camino más largo en una forma tan contratada como lo haría antes de que se contratara. El resultado es que para un observador externo que no se contrata tanto, estas rutas más largas para cada señal se medirán como un retraso de tiempo para todo lo que está sucediendo en el medio contratado. Esto se llama dilatación del tiempo.

Puedes ver más detalles de cómo funciona aquí: Dilatación del tiempo.
y aquí: ¿Por qué el tiempo se ralentiza cuando el espacio se contrae?

Y esto explica por qué puede regresar más joven de un planeta orbitando un agujero negro (como en la película Interstellar) o envejecer menos si vive en una montaña en la Tierra en comparación con el nivel del mar (no se nota realmente, pero el efecto está ahí).

Answer 7

Decidí hacer un video para mi respuesta … La transcripción del video también se proporcionó.

Mis primeras incursiones en este tema fueron considerar un elevador, con luz saliendo desde el fondo.

Bueno, esto no era un verdadero elevador, sino más bien una caja de aceleración, en algún lugar completamente fuera de un campo gravitatorio.

Si la caja se acelerara hacia arriba, la luz se emitiría desde la parte inferior de la caja en una frecuencia y se absorbería en la parte superior de la caja en una frecuencia más baja.

Tengo una animación de este fenómeno en SpoonfedRelativity.com: Accelerating Elevator

En este sitio web, puede ver un par de diferentes “imaginaciones” de la situación. En el primero, imaginamos un elevador donde la frecuencia de los fotones es constante al mirar dentro y fuera del elevador. En esta situación, la longitud de onda se vuelve cada vez más corta a medida que el ascensor acelera hacia arriba. Pero la frecuencia de los fotones permanece igual todo el tiempo, puedes escuchar (en el video asociado) si chasqueo los dedos para indicar que la frecuencia permanece bastante constante.

En la segunda “imaginación” de la situación, aplico todos los efectos relevantes de la Relatividad Especial … La Contracción de Lorentz básicamente resuelve el problema del cambio de longitud de onda a lo largo del tiempo. Bueno, puedes ver que hace que el efecto sea mucho menos dramático aquí. Estoy haciendo una “Transformada Galileana del Ascensor”, lo que significa que esto no es en absoluto lo que realmente se verá a bordo del ascensor … Para ver lo que estaba pasando dentro del ascensor, por supuesto que necesitaría una Transformada de Lorentz , no una transformada galileana.

Ahora mismo, puedes ver que primero hay un solo fotón en el ascensor, luego dos, luego tres, a medida que avanza la simulación. Si hiciéramos una Transformación de Lorentz al marco de referencia del elevador, no vería realmente cambios dramáticos en la densidad del fotón a lo largo del tiempo, pero todavía vería que la distancia entre los fotones era ligeramente mayor en la parte superior del elevador.

Ahora la pregunta es, ¿mediría la frecuencia de la luz que se desaceleró en la parte superior, si estuviera en el ascensor? Sí, creo que lo harías … ¿Pero qué significa eso? Estás viendo algo que sucedió en el piso del ascensor, emitiendo una luz en azul, y estás en la parte superior del ascensor recibiendo una luz en rojo.

¿Cuáles son las implicaciones de eso? Las implicaciones son que el tiempo en realidad va más lento en el piso del elevador.

Ahora, comprendo que un análisis más profundo de esta “idea del ascensor acelerado” se puede extraer al buscar algo llamado “Sistema de coordenadas de Rindler”.

Aquí está la tabla de coordenadas de Rindler en Page en wikipedia.org Pero lo que debe imaginar es que esta cosa haga una rotación hiperbólica a lo largo del tiempo. Estas hipérbola representan diferentes niveles … o “pisos” del ascensor. Las líneas inclinadas representan planos de simultaneidad.

De acuerdo, pero cuando digo que son planos de simultaneidad, solo se marcan en segundos en un solo lugar. Aquí, donde dice x = 1, la velocidad a la que estos planos inclinados giran más allá de la horizontal es de 1 segundo por segundo. Pero aquí donde dice x = 0.8, la tasa es de 0.8 segundos por segundo. Está experimentando un tiempo 20 \% más lento. Aquí, donde dice x = 0.2, está experimentando un tiempo 80 \% más lento que el tipo que está aquí en x = 1.

Esto es todo asumiendo que están parados en la misma estructura de aceleración. Para una persona aquí, en el punto conocido como el horizonte de Rindler, el tiempo no pasa en absoluto. Esto es lo que se llamaría “aceleración instantánea”. Esta persona puede pasar de 0 a 99.99999999 \% de la velocidad de la luz en una sola colisión, por ejemplo.

Aquí hay una especie de animación de un sistema de coordenadas tipo Rindler con cuatro cuadrantes adicionales.

(Imagen GIF demasiado grande para subirla a Quora … Ver video)

Esto es algo así, pero no estaba modelando el sistema de coordenadas de Rindler aquí, sino el concepto de la Transformación de Lorentz.

Si fuera un modelo del sistema de coordenadas de Rindler, no tendría un grupo de líneas horizontales paralelas, sino que tendría un grupo de líneas inclinadas que se extendían hacia la derecha desde un solo punto en el origen.

Estas líneas inclinadas se alinearían en el sentido de las agujas del reloj alrededor del origen a medida que pasaba el tiempo, desde la marca de +45 \ grados hasta el ángulo de -45 \ grados.

En realidad, creo que ahora que lo miro, si ignoras todas las otras líneas, excepto las líneas inclinadas a la derecha que están marcadas con pequeños círculos, puedes ver las líneas que estaban marcadas en la imagen de Wikipedia en Coordenadas de Rindler.

Por supuesto, puedo mostrar muchos más aquí, ya que aparecen y desaparecen a medida que pasan. La densidad de estas líneas tiende a infinito a medida que te acercas más y más a la velocidad de la luz. Sí, puedes ver aquí, que esas líneas parecen converger unas sobre otras en la imagen de Wikipedia.

Gravedad
Ahora todo eso es solo una introducción sin embargo. He estado hablando de un ascensor que acelera a través del espacio en una región sin gravedad. En esa situación, podemos estar razonablemente seguros, según los argumentos de la Relatividad Especial, que el tiempo pasa más rápido en la parte superior del ascensor que en la parte inferior.

Así que vamos a invocar el Principio de Equivalencia (página en wikipedia.org) aquí, que establece que “la” fuerza “gravitacional que se experimenta localmente mientras se encuentra en un cuerpo masivo (como la Tierra) es en realidad la misma que la pseudo – fuerza experimentada por un observador en un marco de referencia no inercial (acelerado) “. En otras palabras, el efecto de la gravedad debe ser esencialmente el mismo que el efecto de la aceleración

Ahora, la única gran diferencia es que cuando mirabas el sistema de coordenadas de Rindler, la aceleración de todo el sistema era la misma … Bueno, NO, no era lo mismo … Era rígida, con la parte inferior del ascensor acelerando instantáneamente , y las partes más altas y más altas del ascensor aceleran cada vez más lento.

Bueno, en lugar de modelar toda la estructura de una enorme estructura de elevador Rindler “rígida”, simplemente modelamos fragmentos diferenciales de la misma.

Por ejemplo, en cada sección de diez pies del ascensor, el tiempo se reduce en un pequeño factor a medida que avanza de arriba a abajo. Cada sección de diez pies del elevador puede tener un campo gravitatorio ligeramente diferente. Y, por lo tanto, tendría un factor de ralentización del tiempo ligeramente diferente.

Pero al tomar el producto de todos esos factores, de todos los diferentes campos gravitacionales de la superficie del planeta al espacio, puede obtener un valor numérico de cuánto ralentiza la gravedad de un planeta el tiempo.

Esta idea esencial se desarrolla en la página en mathpages.com. Yo mismo trabajé en muchas de las matemáticas en Page en physicsforums.com hace unos años.

Supongo que lo hice bien porque nadie saltó señalando errores obvios. 🙂 O eso, o era tan aburrido que a nadie le importaba.

Answer 8

¿Viste la película Interstellar y saliste preguntándote cómo fue posible? Es alucinante comprender que una hora puede pasar en un planeta mientras que siete años pasan en la Tierra.

La explicación se reduce a lo que los científicos llaman la dilatación del tiempo gravitacional. Este efecto mide la cantidad de tiempo que ha transcurrido entre dos eventos por observadores a diferentes distancias de una masa gravitacional. En otras palabras, el tiempo corre más lento donde la gravedad es más fuerte, y esto se debe a que la gravedad curva el espacio-tiempo.

Piénsalo de esta manera: el tiempo sigue una ecuación simple:

velocidad = distancia / tiempo

La luz (en este caso, la velocidad) siempre es constante y viaja a una velocidad de 180,000 millas por segundo. Imagine dos haces de luz: uno en un campo gravitatorio débil que se desplaza entre los puntos a y b, y el otro en un campo gravitatorio fuerte que se desplaza entre los puntos c y d.

El camino entre c y d es más largo debido a la curva del espacio y el tiempo, por lo que la luz tarda más en viajar entre los dos puntos. Este efecto ha sido probado por varios experimentos y se usa para ejecutar y mantener algo que la mayoría de nosotros usamos casi todos los días: el GPS.

Los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) están ubicados a aproximadamente 12,550 millas sobre la superficie de la Tierra y, por lo tanto, no están tan cerca del campo gravitatorio de la Tierra. Los relojes en estos satélites funcionan más rápido que los relojes en la superficie de la Tierra, por lo que los científicos han puesto una corrección en los programas de satélites para garantizar que los datos del GPS enviados de regreso a la superficie de la Tierra tengan tiempos coincidentes. Sin esta corrección, los satélites GPS no serían la herramienta útil que sabemos que son.

¿Esperas que la Dilatación del Tiempo Gravitacional te ayude a vivir más tiempo si decides viajar a un planeta distante con un campo gravitatorio fuerte? Incluso si eso fuera posible (y no es con nuestra tecnología actual), solo vivirías más tiempo en relación con la Tierra. Los seres humanos todavía tienen una vida útil de 70 a 100 años.

Gracias.

créditos pic-

El explorador de la ciencia

Answer 9

¿Que es el tiempo? Aquí hay una respuesta que tiene más de 2000 años, como se cita en mi libro (haga clic aquí):

Lucrecio había abordado la misma pregunta en el 60 aC: “El tiempo por sí mismo no existe; pero de las cosas en sí, resulta un sentido de lo que ya ha ocurrido, lo que está sucediendo ahora y lo que está por suceder. No se debe afirmar que cualquiera puede percibir el tiempo por sí mismo, aparte del movimiento de las cosas “.

Entonces el tiempo es lo que experimentamos cuando las cosas cambian o se mueven.

¿La gravedad ralentiza el tiempo? Sí, y en la Teoría cuántica de campos es fácil comprender por qué sucede esto: un campo gravitacional afecta a la forma en que interactúan otros campos, según lo especificado por las ecuaciones de campo, de modo que los cambios y el movimiento suceden más lentamente. Si desea obtener más información sobre esta teoría maravillosa pero olvidada, lea mi Capítulo 10 final, que está disponible de forma gratuita aquí.

Answer 10

El tiempo es considerado simplemente otra dimensión en el espacio que atraviesa y somos parte de él. Ahora el tiempo no es el mismo para cada planeta en el espacio, y varía con la gravedad. Cuanto más es la gravedad, menor es la duración del tiempo. La mejor referencia que puedo darte es de la película Interstellar. Allí, cuando van a un planeta oceánico donde dicen que 30 minutos en ese planeta es igual a casi años en la EEI. La razón es que la gravedad es comparativamente más en ese planeta oceánico.
En términos sencillos, cuando el tiempo es una cuadrícula en el espacio, la gravedad lo atrae hacia una entidad / masa física similar a los objetos en el espacio. Así que el tiempo se tiene que doblar, así que si quieres atravesarlo en un camino será más que una cuadrícula recta, en su mayoría desplazamiento. Entonces, la gravedad va a reducir el tiempo y varía con la posición en el espacio. Y hay una posición donde la gravedad es un agujero negro infinito, por lo que allí se considera que nada puede salir de ella, incluido el tiempo. así que en un lado hipotético, el tiempo se va a detener en un agujero negro, y no habrá tiempo en él. Una referencia similar sería de la película interestelar otra vez, donde en el clímax tiene el viaje en el tiempo para dar información a su hija. De hecho, el tiempo se ha detenido allí, lo que le da la opción de viajar en el tiempo requerido y transmitir la información.
Espero que esto quede claro. Házmelo saber. Y referirse a la película no es una fuente de confianza, pero se ha investigado mucho, y creo que todo es un asunto hipotético relacionado con el espacio, y una vez que obtenemos una referencia de la investigación, tenemos que creerlo. Hasta que algo más viene a refutarlo. Hasta ahora, esto es lo que tenemos a disposición del estudio espacial, a partir de diversos esfuerzos realizados por los científicos en este sentido.

Answer 11

Una vez leí la siguiente cita de Einstein cuando predijo el retraso de Shapiro:
“En segundo lugar, nuestro resultado muestra que, de acuerdo con la teoría general de la relatividad, la ley de la constancia de la velocidad de la luz en el vacío, que constituye uno de los dos supuestos fundamentales en la teoría especial de la relatividad y que tenemos ya referido con frecuencia, no puede reclamar ninguna validez ilimitada. Una curvatura de los rayos de luz solo puede tener lugar cuando la velocidad de propagación de la luz varía con la posición. Ahora podemos pensar que, como consecuencia de esto, la teoría especial de la relatividad y con ella toda la teoría de la relatividad quedaría en el polvo. Pero en realidad no es así. Solo podemos concluir que la teoría de la relatividad especial no puede reclamar un dominio de validez ilimitado; sus resultados se mantienen siempre que podamos ignorar las influencias de los campos gravitatorios sobre los fenómenos (por ejemplo, de la luz) “. – Albert Einstein (La Teoría General de la Relatividad: Capítulo 22 – Algunas Inferencias del Principio General de la Relatividad)

Desde el punto de vista de un observador en cualquier punto del espacio, la velocidad local de la luz es la constante ‘c’, mientras que el espacio-tiempo es curvo.
Desde el punto de vista de un observador, una ubicación fija (como en la Tierra), la hora local es una constante (no curva), mientras que la velocidad de la luz observada para ubicaciones remotas depende de la fuerza del campo de gravedad en esas ubicaciones. Shapiro envió una señal de radar de ida y vuelta a Venus mientras Venus se acercaba visualmente al Sol para probar la predicción de Einstein (la señal de radar tardó más tiempo cuando viajaba cerca del Sol).

Si bien ambos puntos de vista son igualmente válidos (y se pueden transformar matemáticamente entre sí), creo que este último punto de vista es más fácil de comprender.

Answer 12

Esta pregunta originalmente incluía detalles que eran, y siguen siendo, bastante interesantes. Los detalles aclararon que esta pregunta está preguntando específicamente si la aceleración resultante de la rotación tiene alguna ramificación en la dilatación del tiempo experimentada por un objeto en comparación con una velocidad lineal constante de magnitud idéntica.

Diría enfáticamente que la respuesta a la pregunta original es no. La dilatación del tiempo que se relaciona directamente con la velocidad del movimiento relativo de un objeto con respecto a otro es la misma si la velocidad se experimenta en una línea recta o en una curva circular. Personalmente, voy un paso más allá y siento con bastante fuerza que la aceleración se debe a la dilatación del tiempo y no al revés, pero los dos parecen ocurrir en armonía sinfónica instantánea, independientemente de la dirección.

La dilatación del tiempo describe una tasa diferente en el paso relativo del tiempo, y se despliega con el paso del tiempo según el diferencial de velocidad (pero las experiencias percibidas de los objetos / participantes difieren como resultado de su perspectiva). La aceleración tiene que resultar en un cambio en las velocidades relativas de los objetos para que tenga un impacto, y la aceleración rotacional es instantánea y direccional en la naturaleza, lo que resulta en ningún cambio en la velocidad.

En realidad, esto solo es cierto si el movimiento de rotación es exactamente circular o esférico. El movimiento elíptico tendrá algunos cambios en la velocidad que afectarán el cálculo, pero no de la manera que asume esta pregunta (como se estableció originalmente).

Además, se piensa que las ondas gravitacionales emanan de la aceleración del movimiento de rotación que no es exactamente simétrica. Por lo tanto, el objeto giratorio en realidad podría experimentar menos dilatación de tiempo a medida que pasa el tiempo, pero eso también se reflejaría en una disminución de su velocidad. Este efecto es muy, muy ligero y nunca se han observado directamente ondas gravitacionales. Pero el premio Nobel de 1993 fue otorgado por eventos relacionados con la observación indirecta de un púlsar binario que se desaceleró debido a este efecto.

También podría haber problemas con los marcos de referencia que usas para esto. La velocidad de cualquier punto en un objeto giratorio varía para un observador a medida que el punto gira. Vea el final de la respuesta de Mark Barton a Ya que el tiempo es relativo, ¿cuánto tiempo ha pasado para la Voyager 1 en comparación con la Tierra? para un ejemplo no exactamente perfecto de cómo este efecto se puede ver al revés.

Este último número me da una pausa y quiero considerarlo más. En lugar de eliminar esta respuesta, solo voy a ser anónimo.

Answer 13

La gravedad ciertamente ralentiza el tiempo del reloj. Eso significa, el tiempo como se mide con los relojes. También vale la pena notar que esta ralentización de los relojes funciona de la misma manera para todos los relojes imaginables, comenzando con los relojes biológicos de nuestra vida, por lo que su proceso de envejecimiento también se ralentizará. Pero, por supuesto, tales relojes biológicos están lejos de ser inexactos, por lo que esto no importa en absoluto.

Pero no está del todo claro si lo que miden los relojes es realmente “tiempo”. Según Newton, el tiempo fluye por igual e independientemente de lo que hacen los humanos, y este verdadero tiempo debe distinguirse de los intentos humanos de medirlo con relojes. Esta diferencia ha sido seriamente apoyada por la teoría cuántica: en teoría cuántica, no hay un operador para la medición del tiempo que pueda usarse para medir el tiempo exactamente. Incluso hay un teorema de que para cada reloj hay incluso una probabilidad distinta de cero de retroceder en el tiempo.

En la relatividad general, no hay una noción comparable al tiempo absoluto. Tendría que ser un tiempo coordinado. Pero GR no define ninguna ecuación para la coordenada de tiempo. Pero que el tiempo absoluto no esté definido en GR no significa que no pueda existir. La gravedad cuántica, si sigue el esquema canónico de la teoría cuántica, tendría un tiempo absoluto. Pero este tiempo absoluto sería inobservable.

Answer 14

No me refiero a ningún libro / artículo / autor aquí para apoyar mi comprensión. Solo estoy tratando de explicar mi comprensión con la física simple que conozco.

El tiempo es una cantidad medible, podemos tener esa medida como un período para el número de ciclos entre dos niveles de átomo de cesio.

Cada partícula en el universo experimenta una fuerza común, eso es la gravedad. Si la gravedad es más débil en algunos lugares, la partícula puede no experimentar una fuerza significativa. Pero si la gravedad es más fuerte, entonces influye en cada átomo individual, cercano.

Aquí en la Tierra medimos el tiempo según la definición anterior, con el valor conocido de la fuerza gravitatoria en la Tierra. Pero piense en otro lugar en el universo donde la energía y las actividades a nivel atómico cambien debido a la gravedad. Si tomamos el mismo átomo de cesio allí y contamos el mismo número de frecuencias (para calcular el tiempo) con alta gravedad, lo que aumentará la longitud de onda, ya que la gravedad influye significativamente en las fuerzas intraatómicas y, por lo tanto, en las transiciones numéricas del átomo de cesio.
Puedes pensar cómo la gravedad influye en las fuerzas del nivel atómico. La gravedad se extiende por todas partes. Cada fuerza influirá en la otra, puede ser interatómica o cualquier cosa.

Esto no solo es aplicable al cesio, también a todas las partículas.

Traté de entender la estructura del espacio temporal, pero me plantea muchas preguntas.
Así que di la respuesta más simple, lo sé. La influencia de la fuerza gravitacional en el tiempo se puede experimentar, si la gravedad es extremadamente alta.

Tenga en cuenta que: el tiempo parece ser una experiencia alargada o reducida, solo con referencia a otra referencia de tiempo.

Answer 15

Exactamente. El tiempo se ralentiza porque el objeto en el espacio se acelera y, para sumar, la longitud se contrae. Relatividad.

Explicación
Contracción del tiempo
Según la teoría de la relatividad, la velocidad de la luz es una constante [1]. La velocidad se compone de dos variables: la distancia y el tiempo. Cuando vaya a una velocidad superior a la actual, sentirá que el tiempo y la distancia cambian en consecuencia.
Por ejemplo, si compara y el tiempo y la distancia para dos objetos que van a 0.6c y 0.7c, serán diferentes.
Como la velocidad es una constante, esperará que el tiempo y la distancia sean indirectamente proporcionales. Si la velocidad cambia, el tiempo y la distancia tendrán que cambiar para que tengan una constante común (velocidad). Ahora simplemente sucede que si algo va más rápido que tú, enfrentará una dilatación del tiempo y una contracción de la longitud, y viceversa, si algo va más lento que tú.
Entonces, el tiempo disminuye desde su perspectiva, pero si tiene un amigo que caía en c en la misma dirección que la partícula, él / ella consideraría el tiempo para que la partícula se contraiga y la longitud se dilate.

[1] – Esto se puede probar matemáticamente usando las ecuaciones de Maxwell o experimentalmente usando el Experimento de Michelson Morley.

Answer 16

La respuesta a la pregunta “¿qué es el tiempo?” es tan difícil de dar como lo es dar la respuesta a la pregunta “¿Por qué existimos?”. No lo sabemos … solo podemos vivirlo. El tiempo comenzó desde el comienzo del universo y terminará con la muerte del universo. La respuesta a su segunda pregunta es sí, la gravedad en realidad ralentiza el tiempo de los objetos cerca de ella. Hay una prueba experimental de esto y una matemática también. La prueba matemática implica cálculos y ecuaciones muy complejos de la teoría de la relatividad. Para la prueba experimental … si mantiene dos relojes atómicos sincronizados uno a nivel del mar y otro en la cima del monte Everest o en el espacio lejos de la Tierra, entonces gradualmente habrá una diferencia en las lecturas de estos relojes, muy pequeña diferencia … del orden de nanosegundos.

Answer 17

El efecto relativista de la gravedad en el tiempo ha sido verificado. El famoso experimento que viene a la mente fue el eclipse total de sol en 1919, cuando Lord Arthur Eddington midió la curvatura precisa de la luz de Mercurio por la gravedad del Sol con la precisión calculada por la relatividad especial de Einstein. Concomitante a esto es el desplazamiento al rojo en el espectro donde la longitud de onda invariante de la luz roja, en relación con la flexión y las masas y distancias relativas, permite encontrar el cambio de frecuencia, ya que la velocidad de la luz también es invariante. Esta verificación experimental única en la vida hizo de Einstein un éxito de la noche a la mañana. Pero entender qué es el tiempo es más filosófico, ya que si uno no tiene memoria, no tiene un concepto del tiempo, como un ladrillo. Encuentro más esperanza al preguntar qué es la gravedad (o masa). Siento que nuestro conocimiento de esto aún es incompleto, ya que nos llevará a respuestas relacionadas con los viajes intergalácticos, además del transporte antigravedad.

Answer 18

La gravedad y la aceleración son indistinguibles e intercambiables. Este es el principio subyacente de la relatividad general de Einstein. Si caigo libremente no experimento la gravedad fue su pensamiento propulsor.

Ahora, para decirlo sin apretar, la aceleración puede causar una ralentización del tiempo, al igual que el movimiento a una cierta velocidad, como la aceleración puede afectar la velocidad de un objeto. Así, si la aceleración puede ralentizar el tiempo, la gravedad también.

Lea más si está buscando una explicación completa y algunas ideas interesantes

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Que es el tiempo ??

El paso del tiempo como lo sentimos y discutimos aquí puede considerarse como un intervalo que experimentamos cuando un evento tiene lugar en algún lugar del universo.

Entonces, veamos cuál es el significado si alguien dice audazmente que el tiempo pasa a un ritmo diferente para diferentes observadores.

El significado implícito es que para un evento en particular (por ejemplo, una bola que rebota de una pared de un cubo a su pared opuesta o un episodio de Juego de tronos) mira a diferentes observadores, todos sincronizados y configurados en ’00’ al comienzo de El evento mostrará una hora diferente al final del evento. Y a la espera, me refiero a cualquier método que uno use para medir este pasaje.

Para comprender de manera integral, suponga que tres observadores usan su pulso (sujetando su muñeca) en lugar de un reloj elegante para medir el paso del tiempo y se colocan en diferentes lugares donde la tasa de paso del tiempo es diferente. Ahora, después de un evento, si preguntamos cuánto tiempo ha transcurrido, la respuesta para diferentes observadores sería diferente. Digamos que vienen con las respuestas 2000, 2010 y 2020 pulsos. Esto implica que la tercera persona creció más que otras (asumiendo que sus pulsos de pulso son todos precisos a 72 por minuto).

Utilicé este ejemplo vívido, para invocar el entendimiento de que una persona que reside en un lugar donde el tiempo fluye lento envejecerá lentamente. (Es teóricamente posible que un chico envejezca solo 10 años y su gemelo en algún otro lugar, donde el tiempo pasa lentamente, envejece solo 1 año)

Pero la pregunta, ¿es realmente posible?

La respuesta de una palabra es sí, pero para entender cómo o por qué tendremos que vadear la Relatividad Especial y General de Einstein. Primero el más sencillo.

Relatividad especial

Se basa en dos fundamentos:

• La velocidad de la luz (y las ondas electromagnéticas) es una constante absoluta en todos los marcos de referencia.

• Esto fue demostrado por Maxwell en 1868. Entonces, sea cual sea nuestro punto de observación o marco de referencia (estacionario, en movimiento o acelerado), siempre se verá un pulso de luz que se mueve a una velocidad que llamamos ‘c’, aproximadamente 300000 km / seg. .

Todos los marcos de referencia que se mueven a una velocidad constante con respecto a los demás mantienen inequívocamente todas las leyes de física.

• Para entender lo que esto significa, piensa en ti mismo sentado en un cubo. Adyacente a la suya, hay otro movimiento cúbico con una v ‘v’ de velocidad fija, en el cual el Sr. Jack está sentado. Ahora, ¿quién se está moviendo? No hay una respuesta segura a esto. Dirá que Jack se está moviendo, pero, por otro lado, Jack se verá inmóvil y afirmará que se está moviendo más allá de él con la velocidad ‘v’ (este fenómeno se experimenta a veces en los trenes cuando de repente uno siente que su tren se está moviendo a donde ya que es el tren adyacente al suyo el que se está moviendo en dirección opuesta). Así que no hay manera de distinguir una situación de otra . Ambas afirmaciones son correctas y ambas situaciones son simétricas. Así que Einstein propuso que incluso las leyes de la física no deberían distinguir entre ambas situaciones, por lo tanto, cada experimento de física debería producir el mismo resultado en cada marco.

Ahora, si combinamos los fundamentos anteriores, entramos en el país de las maravillas.

Comencemos con un experimento famoso. Supongamos que hay una cabina que se mueve a cierta velocidad horizontalmente (hacia la derecha) contra el suelo. Hay un fotón (partícula de luz fundamental que se muestra en rojo) que se refleja entre dos espejos, colocados en el techo y el piso, sin cesar.

Digamos que un evento comienza cuando la partícula roja comienza desde el espejo en el piso y el evento se completa cuando, después de golpear el espejo en el techo, golpea el espejo en el piso nuevamente. Veamos cómo Jack, quien está dentro de la cabina y usted que está en el suelo, verán la ocurrencia de este evento.

Jack verá que la luz comienza desde el piso, se desplaza verticalmente hacia arriba para golpear el techo y luego se desplaza verticalmente hacia abajo para golpear el piso nuevamente.

Verá que la luz comienza desde el piso, se mueve en diagonal para golpear el techo (como la cabina se ha movido horizontalmente) y luego viaja en diagonal hacia abajo para golpear el piso nuevamente (a medida que la cabina se ha movido más)

Ahora la velocidad de la luz es igual para Jack y para ti. Por lo tanto, es bastante evidente que para este evento, el tiempo tomado de acuerdo con usted será más que el tiempo que se tome según Jack porque la luz o el fotón tiene que recorrer una trayectoria más grande (distancia horizontal extra representada por x) como se ve desde su punto de vista .

Por lo tanto, si su reloj y el reloj de Jack se sincronizaron a 00 al comienzo, el reloj se adelantará al reloj de Jack (que muestra un tiempo más alto), lo que significa que usted envejeció un poco más que Jack. En otras palabras, el paso del tiempo para Jack es más lento de lo que es para nosotros mientras estaba en un cuadro en movimiento. Con un tipo de experimento similar, también se puede demostrar que incluso la longitud de un objeto se acorta a lo largo de la dirección de su movimiento .

Entonces, para resumir, si alguien se está moviendo a una velocidad “v”, nos dice que su vehículo nos parecerá más corto ( sin incluir la rotación de Terrell ) y que el paso del tiempo será más lento. Estos fenómenos se llaman Lorentz Contraction y Time Dilation.

(Un resultado interesante de esta simetría es que alguien que está sentado en ese vehículo en movimiento, nos verá moviéndonos en dirección opuesta, por lo que también dirá lo mismo, que nuestro paso del tiempo es más lento que el suyo y apareceremos contratado. Esto lleva a interesantes paradojas.

El tiempo como cuarta dimensión.

Estos efectos de la relatividad especial se han resumido muy bien al considerar el tiempo como cuarta dimensión. Se afirma que todos cuando estamos en reposo nos movemos a través de esta cuarta dimensión del tiempo con una velocidad igual a la de la luz ‘c’. Ahora esa es toda la velocidad que tenemos. Cuando empezamos a movernos en nuestro mundo tridimensional con una velocidad ‘v’, utilizamos una parte de esta velocidad ‘c’, y por lo tanto nos movemos lentamente en la dimensión del tiempo, por lo tanto, el tiempo pasa lentamente. Ahora, a mayor velocidad ‘v’, menor es la velocidad disponible para atravesar en la dimensión del tiempo, por lo tanto, más lento es el paso del tiempo.

Ahora es teóricamente imposible que algo que puede estar en reposo alcance la velocidad de la luz, pero ¿qué pasa con los fotones que viajan a la velocidad de la luz en nuestro espacio tridimensional? Usted adivinó que no hay velocidad para que los fotones viajen en la dimensión del tiempo, por lo tanto, para los fotones (como hemos visto) el tiempo nunca pasa. En otras palabras, la primera luz o fotón que se produjo al inicio del universo y la luz o fotón que puede generar ahora mismo al encender una vela son esencialmente de la misma edad, es decir, recién nacen.

Al volver, estos efectos de la contracción de la longitud y la ralentización del tiempo pasan desapercibidos en nuestra vida diaria porque la velocidad “v” a la que estamos sometidos es muy pequeña en comparación con la velocidad de la luz.

Ahora hemos entendido que el espacio (longitud) se puede contraer y el tiempo puede pasar a una velocidad diferente en diferentes lugares. Esto es esencialmente el espacio y la distorsión del tiempo .

Llegando a tu pregunta ahora, ¿cómo puede la gravedad disminuir el tiempo? Para entender esto, pasemos a la siguiente teoría.

Relatividad general :

Un buen día, Einstein en su intento de entender la gravedad. (Newton acaba de tener la fórmula, no una explicación de cómo funciona la gravedad) se le ocurrió la idea de que la aceleración y la gravedad son esencialmente indistinguibles entre sí y son intercambiables.

Esto no es muy difícil de comprender. Con los ojos cerrados, no puede notar la diferencia si está sentado en una habitación en la tierra o si está sentado en el piso de un cohete que viaja en el espacio (lejos de cualquier fuerza gravitacional de la tierra o de cualquier otro cuerpo) siempre que se acelere verticalmente hacia arriba con una aceleración igual a ‘g’, la aceleración debida a la gravedad.

(En la película Interstellar esto es lo que hacen, rotan la resistencia, su nave espacial, para simular la gravedad artificial usando la aceleración centrípeta, y luego uno camina sobre ella como en la Tierra)

Esta idea fue una realización muy profunda por parte de Einstein, y la usaremos para responder si la gravedad puede deformar (o retardar) el tiempo. La idea es que si la aceleración puede, también lo puede hacer la gravedad.

Ahora, para comprender cómo la aceleración puede distorsionar el tiempo y el espacio, hagamos un estudio de caso simple ( una explicación simple del ejemplo mencionado por Brian Greene en Elegant Universe ).

Considere un disco plano circular en una plataforma plana en un campo de juego . Ahora el juego comienza, ya que ha comenzado a girar con una velocidad angular fija.

Una comprensión básica del movimiento circular uniforme:

Velocidad de un punto en el disco : Podemos ver que todos los puntos en el disco (excepto el centro) se mueven a lo largo de la tangente a la línea que une el centro y ese punto, con una cierta velocidad. La magnitud de la velocidad de cualquier punto en el disco es proporcional a su distancia desde el centro del disco. Más lejos el punto es más es su velocidad.

Aceleración de un punto en el disco : se puede ver que aunque la velocidad de un punto es constante, su dirección de movimiento cambia continuamente, por lo tanto, el punto se encuentra bajo una aceleración constante. (para cambiar la dirección del movimiento necesitas aplicar fuerza, por lo tanto, aceleración). Para nuestra discusión actual, será suficiente saber que la magnitud de la aceleración de cualquier punto también es proporcional a su distancia del centro. Por lo tanto, cuanto más lejos está el punto del centro, más se acelera.

Así que este disco de rotación uniforme está bajo aceleración.

En la siguiente figura, podemos ver que la circunferencia del disco se está moviendo con una velocidad fija de tierra a tierra y al centro (ambos son estacionarios). Por lo tanto, la Relatividad Especial dicta que la circunferencia del disco sufrirá una contracción en longitud a lo largo de su dirección de movimiento y su perímetro se acortará (como se muestra en la figura anterior). Su valor será menor que el habitual [math] 2 * pi * R [/ math]. Sin embargo, el radio del disco seguirá siendo el mismo, es decir, ‘R’ porque la dirección de rotación del disco es siempre perpendicular a la longitud radial del disco y la contracción de la longitud se produce solo en la dirección del movimiento.

Ahora, si calculamos la relación del perímetro del disco circular giratorio a su radio, será menor que [math] 2 * pi [/ math]. Ahora eso es extraño. ¿Cómo en el mundo es esto posible?

Exactamente, esto no es posible en el mundo como creemos. La relación de circunferencia a radio de un círculo es [math] 2 * pi [/ math] solo cuando el círculo se dibuja en un plano (plano). Entonces, si la proporción es menor que [math] 2 * pi [/ math] algo debe haber cambiado. Si lo pensamos, tal resultado solo es posible si se dibuja un círculo en un espacio curvo. Mira la siguiente figura.

El disco giratorio de color rojo dibujado en una plataforma de color azul (que ahora está curvada). Uno puede ver el radio que medimos, es decir, la línea longitudinal desde el polo al límite del círculo rojo es más grande que el radio convencional de circunferencia del círculo rojo, por lo tanto, la proporción es menor que [math] 2 * pi. [/ Math]

Lo que cambió es que nuestro disco circular que inicialmente estaba sobre una plataforma plana ya no está sobre una plataforma plana una vez que comenzó a girar o digamos que comenzó a sufrir un movimiento acelerado. Entonces, ¿qué ha pasado aquí? Lo hizo bien, la aceleración del disco giratorio ha hecho que el espacio se doble o se deforme.

Ahora, ¿qué tal el tiempo?

Sabemos que más lejos estamos del centro del disco circular giratorio, más es la velocidad, por lo que al usar la relatividad especial uno puede concluir que uno es del centro del disco, más lento será el paso del tiempo para él. Y el tiempo pasará más lento en la circunferencia donde la velocidad es máxima. Pero uno debe notar que a medida que nos alejamos del centro, incluso la aceleración aumenta al igual que la velocidad.

Así que podemos concluir que la aceleración de la rotación del disco hace que incluso el tiempo se deforme, y cuanto mayor es la aceleración, más es la deformación del tiempo (la distorsión del tiempo significa diferentes velocidades de paso del tiempo en diferentes lugares)

(La aceleración del error en el punto 2 es más que el error en el punto 1. Ahora, para nosotros, que somos estáticos en el terreno, el tiempo para el error 1 pasará más lento y para el error 2 pasará incluso más lento. También el error en el punto 1 observará que la observación del error en el punto 2 se mueve más lento que su reloj. Así puede ocurrir cuando el error 1 envejece por 10 años el error 2 envejece solo por 5 años: D)

Así que vemos que la aceleración ha hecho que el espacio y el tiempo se deformen. y sabemos que la aceleración y la gravedad son esencialmente iguales. Por lo tanto, vemos que la gravedad hace que el espacio se doble y el tiempo pase lento. En otras palabras, la gravedad causa deformaciones en el tejido espacio-temporal . También a mayor gravedad (o aceleración) mayor es la deformación.

Ahora puedo publicar de forma segura nuestra famosa analogía de membrana de goma del espacio tiempo warp

Consideremos una masa colocada en nuestro tejido espacio-temporal. Induce la deformación del espacio como se muestra. Sin embargo, esta figura no representa la distorsión del tiempo, pero se puede relacionar que cuanto más se haya doblado en el espacio, más lento será el paso del tiempo en esa ubicación.

Cualquier objeto tiene una tendencia a residir en un lugar donde el paso del tiempo es más lento . Podemos ver que más cerca estamos de una masa, más está doblado en el espacio y más lento será el paso del tiempo. Por eso nos atrae un objeto pesado y esto es lo que llamamos gravedad. (Así que en realidad caemos en la tierra para frenar nuestro envejecimiento: P)

PD: Esto ha sido bellamente representado en Interstellar, en el planeta de Miller donde aterriza Cooper, el paso del tiempo fue tan lento que 7 años en la tierra fue equivalente a solo 1 hora en ese planeta. Esto se debió a que la órbita de ese planeta estaba muy cerca de una gran cena de Gargantua con agujeros negros, y la distorsión del espacio-tiempo causada por ella era enorme.

Answer 19

Hay una reacción instintiva entre algunos para equiparar la aceleración y la gravedad, pero en realidad la relación suele ser muy exagerada. La relatividad general es una teoría de la gravedad, no, como se suele afirmar, la relatividad especial con la aceleración.

Esta pregunta en particular ilustra una diferencia crucial: un objeto en caída libre (como, en órbita) está en un marco de referencia inercial, mientras que un objeto que experimenta una aceleración de línea recta uniforme está saltando continuamente de un marco de referencia a otro, claramente un no inercial ambiente. Habrá dilatación del tiempo porque hay movimiento relativo. Pero dado que la simultaneidad de dos eventos depende del cuadro, la manera exacta en que el viajero compara su reloj con cualquier otro se vuelve problemática. Por ejemplo, uno podría medir la velocidad de dos relojes ajustando los dos a cero a medida que se mueven uno por el otro (es decir, ambos ocupan el mismo punto en el espacio-tiempo), y luego comparando la velocidad a la que los dos recolectan los segundos. Pero el viajero puede admitir que en el momento en que los dos relojes estuvieran uno al lado del otro, que ambos se pusieron a cero, a medida que aceleran ya no aceptarán que la simultaneidad de ambos relojes sea cero en ese momento. Por lo tanto, al viajero le resulta difícil comparar la velocidad de su reloj con otra en un cuadro diferente porque no hay un “punto de inicio” único cuando los dos relojes se sincronizaron.

Answer 20

1-La dilatación del tiempo gravitacional es diferente de la dilatación del tiempo en un marco inercial. La paradoja gemela ayuda a entender por qué, y también ayuda a intuir el hecho de que el tiempo se dilata en lugar de contraerse en un campo gravitatorio.

2- La respuesta no es tan simple de derivar. Pero intuitivamente, la gravedad es la curvatura del espacio-tiempo, por lo tanto, cambia la métrica del espacio-tiempo local (es decir, cómo se ven el tiempo y el espacio cuando se miden). Una analogía similar al espacio es que las órbitas, mientras que parecen ser curvas, son en realidad “líneas rectas “(o las rutas más cortas, geodésicas) de la métrica del espacio-tiempo.
De la misma manera, cuando el tiempo se define en el espacio curvo, tiene que tener un factor de la métrica en él. Y la forma en que funciona este factor, para coincidir con la gravedad que observamos, por ejemplo, en la tierra, es una raíz cuadrada de (1 – 2 GM / r c2). Como generalmente la velocidad de la luz al cuadrado, c2, es grande, y la constante / gravitacional masa / distancia, GM / r es pequeña, esta es una pequeña corrección que realmente se ha medido en la Tierra. Dice precisamente que el tiempo que mides pasa más lentamente cuando estás en un campo gravitatorio.