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La paradoja de la relatividad especial en el Flash de DC

Cuando algo viaja a velocidad relativista, el tiempo pasa lento (el reloj corre más lento) para esa cosa (tiempo propio, dilatación del tiempo).

Cuando Flash viaja a una velocidad cercana a la de la luz, el mundo va rápido y él está inmóvil desde su punto de vista. Así que los 5 segundos del reloj mundial son iguales a los 50 segundos de su propio reloj (digamos), por lo que los terrícolas (lol sorry) piensan que Flash está haciendo 50 segundos de cosas en 5 segundos. Eso es genial.

Sin embargo, desde el marco de referencia del mundo, ¿no debería el Relámpago sentir que sólo han pasado 5 segundos en su reloj (estaba corriendo, por lo que su reloj se volvió lento) cuando en realidad han pasado 50 segundos en el reloj del mundo? ¿Por qué este argumento es erróneo?

¿Qué me estoy perdiendo, la contracción de la longitud tal vez? Me confunde relativamente por más que lo estudie y lo entienda cada vez.

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Albert Aspect Puntos 176

Para simplificar, supongamos que Flash no acelera, lo que crea problemas adicionales con los cambios en los marcos de referencia. Supongamos que Flash ya se está moviendo en alguna dirección y se encuentra con un tipo en reposo con la tierra. Al encontrarse con el tipo sincronizan sus relojes. Supongamos también que hay una caja más adelante que tiene una bomba dentro, por lo que flash sigue moviéndose para alcanzar la bomba (que acaba de explotar cuando flash llega a ella y lamentablemente muere).

¿Qué ve cada observador? Flash ve que el reloj del tipo se ralentiza, y antes de explotar el reloj del tipo está detrás del suyo. El tipo en cambio, ve que cuando la bomba explota, ¡el reloj de flash está detrás del suyo!

Aquí no hay ninguna paradoja, la razón es que lo que es simultáneo para un observador no lo es para el otro. Por ejemplo, si flash ve que el tipo está besando a una chica en el momento de la explosión, el tipo considerará ese evento muy en su pasado cuando vea que la bomba explota.

Así, el flash tardará 50 segundos en llegar a la bomba según su reloj, y él ve que sólo han avanzado 5 segundos en el reloj de la tierra. El tipo en la tierra, por otro lado, verá que flash alcanzó la bomba cuando su propio reloj marca 500 seg (digamos, no corrí los números), pero verá que el reloj de flash marca 50 segundos. Así, cada observador ve una dilatación del tiempo en el otro.

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Vale, entonces parece que no hay paradoja en la relatividad especial, porque sin aceleración (de ahí que falle la relatividad especial) el Relámpago no puede volver a estar estacionario, lo que le llevaría a ver el reloj mundial como dilatado y viceversa.

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Todavía se puede explicar lo que sucederá en la relatividad especial. Las explicaciones difieren, pero los resultados son los mismos. Cada vez que flash acelere verá que el reloj del tipo se acelera, es decir, que el tiempo se contrae. El tipo seguirá viendo que el reloj de flash va más despacio.

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Lo que quiero decir es que el "ver" implicará la contracción de longitud y la no simultaneidad debida al marco de referencias. Lo que estaba comparando es cuando Flash se para y vuelve al reloj mundial, (entonces están en la misma posición). Eso sería una paradoja, pero no sería una paradoja ya que la relatividad especial ya no es válida. Gracias por la explicación.

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userLTK Puntos 2881

Me gusta esta pregunta y creo que tienes razón en el aspecto del tiempo, pero no pensando en la pregunta de la manera correcta.

Respuesta corta. Tienes razón en que la dilatación del tiempo es inversa porque limita la velocidad a la que se pueden mover las cosas, no proporciona más tiempo (relativamente) a la persona que se mueve muy rápido, sino que hace lo contrario. Si necesitas 7 días para completar una tarea que debe ser entregada en 12 horas, acelerar cerca de la velocidad de la luz no te ayudará. Lo que tienes que hacer es acelerar a tu profesor hasta acercarse a la velocidad de la luz para que sus 12 horas se conviertan en 7 días. No se puede hacer al revés.

Respuesta larga:

Digamos que un ciudadano medio puede realizar una tarea sencilla en 1 segundo.

El Relámpago, si alguna vez lo has visto trabajar en su ordenador o armar un rompecabezas o decorar un árbol de Navidad, puede realizar, seamos conservadores, 10.000 tareas simples en 1 segundo.

Ahora digamos que el Flash está corriendo a 0,9 la velocidad de la luz (lo que causaría un montón de problemas, ver aquí su reloj se ralentiza unas 2,3 veces en relación con los no metahumanos. Así que ahora sólo puede realizar 10.000 tareas sencillas en 2,3 segundos (para una persona que lo observe), lo que sigue siendo unas 4.000 veces más rápido de lo normal.

Tendría que moverse muy rápido, como 0,999999995c para reducir la velocidad en un factor de 10.000 ( calculadora de relatividad ), y a esa velocidad, estaría dilatado en el tiempo hasta el punto de realizar sólo 1 tarea sencilla por segundo, lo mismo que una persona normal, pero si quiere hacer las cosas más rápido, lo único que tiene que hacer es reducir la velocidad un poco.

Sin embargo, esto es un escenario demasiado simplificado porque, presumiblemente, cuanto más rápido pueda correr, más rápido podrá hacer las tareas, así que (y aquí es donde se pone divertido).

Digamos que su velocidad depende de cuántos pasos o zancadas da por segundo. Y digamos que, si tiene la fuerza de la velocidad, puede dar todos los pasos que quiera por segundo. Sin límites.

Un hombre medio tiene una zancada de 7 pies y 9 pulgadas en una carrera de 800 metros. Fuente . Digamos que el Flash está por encima de la media, así que, estimemos 3 metros (para hacer las matemáticas más fáciles). Y la luz viaja a 300.000.000 metros por segundo (299,8... pero usemos 300 millones). Así que, a medida que subimos los órdenes de magnitud:

10.000 zancadas por segundo: 30 km/s (aproximadamente la velocidad a la que la Tierra orbita el sol). A esta velocidad, si no se tiene en cuenta la resistencia del aire, saldría corriendo de la Tierra. La gravedad no retiene los objetos que se mueven tan rápido en la superficie de la Tierra. La dilatación del tiempo es efectivamente insignificante.

100.000 zancadas por segundo: 300 km/s (la dilatación del tiempo sigue siendo despreciable)

1.000.000 de zancadas por segundo: 3.000 km/s (los efectos relativistas siguen siendo mínimos, una carrera de 5 horas retrasaría su reloj en casi 1 segundo para sus amigos de los laboratorios estelares).

10.000.000 de zancadas por segundo: 30.000 km/s. (la dilatación es ahora 1/2 del 1%, su velocidad es en realidad de 29.850 km/s para alguien que le observa. Su reloj perderá 1 segundo cada 3 minutos y 20 segundos).

100.000.000 de zancadas por segundo: 300.000 km/s. Aquí es donde la relatividad toma el control. Según su reloj, está dando 100.000.000 de pasos por segundo, pero su zancada se acorta, no puede cubrir tanto terreno con cada paso. El mundo también se ha acortado, así que quizá lo considere un truco de la luz (suponemos que no conoce muy bien la relatividad). Pero cuando termina de correr 1 segundo por su reloj y ha dado la vuelta al mundo 7 veces y media, los amigos que le cronometran dicen que sólo iba a 0,707 la velocidad de la luz. Sus relojes se movían 1,414 veces más rápido que el suyo. (raíz cuadrada de 1/2)

Entonces, Flash, decidido a romper la velocidad de la luz, da esta vez mil millones de zancadas por segundo. Según su reloj, da 75 vueltas a la Tierra en el momento en que su reloj marca 1 segundo, pero su zancada (y la Tierra) se acortan mucho y a la gente que le observa le cuesta 10,05 segundos cubrir esa distancia (10 segundos luz o 75 vueltas a la Tierra). (Raíz cuadrada de 1/1,01). Veo un patrón, pero prefiero no calcular la fórmula.

No hay límite en el número de pasos que el destello puede dar por segundo, desde su punto de vista, pero cuanto más rápido da sus zancadas, cada 3 metros, para alguien que le observa, nunca llega a las 100.000.000 de zancadas por segundo que necesita para alcanzar la velocidad de la luz y desde su punto de vista, a medida que sus pasos se acercan al infinito por segundo, la distancia de cada paso se hace cada vez más pequeña, por lo que ninguna de las partes le observa ir a la velocidad de la luz, por muy rápido que mueva las piernas y los pies.

I esa es la respuesta a tu pregunta, no importa lo rápido que se mueva, la relatividad sigue manteniendo el límite de la velocidad de la luz, pero cuantos más pasos pueda dar por segundo, más rápido va desde el punto de vista de todos los observadores, incluso con la dilatación del tiempo "frenándolo". Si se piensa en ello, es la única manera de que tenga sentido. Nadie puede moverse tan rápido como para ir despacio. Eso es una tontería. Siempre y cuando la velocidad del brazo (capacidad de hacer tareas) y la velocidad de carrera (zancadas por segundo) estén ligadas. Cuanto más rápido pueda moverse, más rápido hará las cosas y más rápido parecerá moverse, pero la dilatación del tiempo y la relatividad llevan a rendimientos decrecientes. A partir de cierto punto, sólo está añadiendo números a la derecha del punto decimal y no está añadiendo mucha velocidad.

Por supuesto, ignoro la aceleración y asumo que todas las observaciones son instantáneas.

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Interesante. ¿Así que en ese cómic en el que Flash recorrió el universo en algo así como un instante de tablón, sus amigos debieron cronometrarlo moviéndose justo por debajo de la velocidad de la luz (en lugar de pensar que se movía instantáneamente)? ¿Significaría esto que no habrían vuelto a ver a Flash en toda su vida? Aunque tal vez la "Fuerza de la Velocidad" le proteja de los efectos relativistas, ya que le impide provocar la fusión de las moléculas de aire mientras corre.

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@InertialIgnorance El flash no es realista. (Tampoco es que mi respuesta sea realista), pero intenté al menos aplicar los cambios relativistas al movimiento a velocidad cercana a la luz. Si alguien pudiera viajar a velocidad cercana a la de la luz podría cruzar el universo en un instante para ellos, pero el universo sería mucho más viejo para cuando llegaran al otro lado. También está el problema del universo en expansión, así que nunca llegaría tan lejos. (Odio un poco mi respuesta a esta pregunta, pero intenté que fuera precisa)

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