¿Se acelera el tiempo cuando orbitan alrededor de un agujero negro? ¿Por qué? Qué significa eso?

Question

Yo estaba viendo un muy interesante documental corto en el que el autor dijo que, si bien tarda 8 minutos en el espacio de bucle alrededor del agujero negro, un observador desde la Tierra se observa que tarda 16 minutos desde la Tierra. Entiendo que esto tiene que ver con la relatividad, pero ¿significa esto que el astronauta se siente que el tiempo transcurrido es de 8 minutos, mientras que aquellos en la Tierra, sentir tardó 16 minutos? O es en realidad acelerado?

Si el tiempo se acelera eso no quiere decir que haciendo una reacción química se lleva menos tiempo para completar en el espacio, o es el mismo tiempo sentía de manera diferente por un astronauta?

Answer 1

Supongamos que usted está de pie lejos de un agujero negro de 16 minutos, mientras que un astronauta en un cohete se mueve cerca del agujero negro y luego vuelve. Cuando se dice que "sólo 8 minutos pasaron para que el astronauta", esto significa que

• el astronauta del reloj mecánico se muestran a 8 minutos de tiempo transcurrido, no 16
• el astronauta de la electrónica del reloj mostrará a los 8 minutos de tiempo transcurrido, no 16
• un reloj de abuelo en la nave que se muestran a 8 minutos de tiempo transcurrido, no 16
• una reacción química que podría tomar de 16 minutos para el final va a volver solo a medio hacer
• una bacteria en el barco que tarda 8 minutos a dividir se han dividido una vez, no dos veces
• si el astronauta se mide el tiempo contando los latidos del corazón, que miden de 8 minutos, no 16
• las cookies que tomar 16 minutos, hornear en un horno en el barco será sólo la mitad hecho

En definitiva, absolutamente todo se ralentiza. Tan sólo hay dos posibilidades lógicas: el tiempo se está desacelerando, y por lo tanto la ralentización de todo con ella, o el tiempo siempre va a la misma velocidad, pero todos los 7 de los "relojes" de arriba son coincidentemente ralentizado por la misma cantidad.

La segunda posibilidad es que, como usted puede imaginar, mucho más complicado para trabajar, así que en la física tomamos la opción más sencilla. El modelo de todos los 7 de estos resultados diciendo sólo que el tiempo se ralentiza.

---

Cabe destacar que no me refiero a tiempo sobre el cohete es más lento de lo que algunos "tiempo absoluto", es decir, no hay "objetivo reloj" que el astronauta puede comparar su reloj. En su lugar he enunciado de todo en términos de comparación entre el astronauta del reloj y el reloj, que es adecuado, ya que sólo involucra cantidades observables.

Matemáticamente, en relatividad general el modelo de espacio-tiempo como un colector de Lorenz, y que el colector no viene con ningún tipo de estructura de un tiempo absoluto. Hay unos puntos. Sin embargo, el uso de la métrica se puede asignar un tiempo transcurrido a lo largo de cualquier camino, integrando el momento adecuado. Este es el tiempo que yo estoy hablando acerca de ser "más rápido" o "lento" aquí.

Answer 2

No es el mismo espacio que influye en el tiempo; es de alta velocidad o de aceleración/de la gravedad.

Y el efecto aún hace sentido intuitivo sobre la tierra, aunque la consecuencia de eso es difícil de comprender.

Pienso en ti sentado en un vagón de tren con una bombilla de luz. Se enciende, y la luz comienza a fluir hasta el techo donde tienen un detector. Usted puede medir el tiempo que tarda la luz para mover esta altura vertical.

Pero ahora imagina que el tren se está moviendo. Aún se puede ver la misma cosa. Pero una persona en la plataforma fuera se ve a la luz de la bombilla que se enciende cuando usted está en un punto y antes de que la luz alcanza el techo de los trenes se mueve a otro punto. El inicio y final de los puntos de la luz no son verticalmente uno sobre otro. El extremo está sesgada hacia los lados.

Ver algunas de las ilustraciones aquí para visualizarlo.

La distancia entre el inicio y el punto final es ahora "más grande" que si el tren estaba parado debido a la geometría simple. Pero usted no sabe que en el interior del tren. Medir el mismo tiempo de duración. El chico de la plataforma de las medidas de otro tiempo de duración de la luz porque se está moviendo más lejos con la misma velocidad desde su perspectiva.

Este extraño, extraño aunque lógicamente consistente hecho indica que el tiempo es relativo. El tiempo es experimentado de manera diferente dependiendo de su velocidad. Un tiempo medido, por ejemplo, 1 segundo por el observador en movimiento en el interior del tren sería la medida más de 1 segundo desde el observador estacionario. Más que el tiempo fue pasado para el inmóvil chico. Que estacionarias tipo es ahora ligeramente mayor que el movimiento de chico en el tren.

Answer 3

Yo creo que lo que el OP está pidiendo es específicamente:

¿Cómo se "siente" ser en el tiempo dilatado?

La respuesta es que se siente absolutamente idénticos - no hay diferencia.

Pasar 10 minutos cerca de un agujero negro se "siente" absolutamente idéntica a pasar 10 minutos en un lugar normal.

La única diferencia es que cuando regresen a sus amigos en la Tierra, mucho más tiempo han pasado por ellos. (1 año, 5 años, etc.)

Estoy bastante seguro de que es lo que OP es pidiendo aquí.

Dicen que me andan de a a B en una ruta corta. Pero a pie de la a a la B en un largo camino. Ambos nos caminando exactamente a 5 millas por hora, velocidad normal de caminar. "Se siente", idéntico al tanto de nosotros. Y terminamos en el mismo lugar. Pero usted caminó decir 10 millas mientras que yo sólo caminaba de 3 millas.

Igualmente está cerca de un agujero negro es un "atajo a través del tiempo". Ambos llegan de vuelta en el "mismo tiempo" (por ejemplo, "año 2340"), pero mucho más tiempo pasa para los demás y mucho menos tiempo para usted.

De nuevo, estoy bastante seguro de que su pregunta aquí es

¿Cómo se "siente" ser en el tiempo dilatado?

la respuesta es: idénticos. Hay, sencillamente, menos de ella.

El OP es comprensible el pensamiento de que toda esta charla acerca de "tiempo de desaceleración" podría significar que el tiempo "parece que se ejecute lentamente" (como por ejemplo: cuando estás en el dentista! o en una película en cámara lenta). No, No tiene nada que ver con eso.

Todo lo que significa es que cuando usted llega a casa, más tiempo habrá pasado para que la otra persona: que es TODO lo que ello significa, OP. Todo lo demás es el mismo.

Answer 4

En la Relatividad General no es un concepto de intervalo a lo largo de un mundo de línea, que es la misma para todos los observadores y es la hora local experimentado por un observador que viaja en ese mundo la línea. No hay ningún otro tipo de tiempo, aunque en cualquier sistema de coordenadas normalmente habrá tres space-like coordenadas y uno time-like de coordenadas. Las únicas preguntas que de manera significativa puede ser preguntado sobre el tiempo son:

Si dos observadores de intercambio de señales, lo que cada uno va a observar?

Si dos observadores empiezan en el mismo punto, independiente, viajar, conocer y comparar relojes, cuál será el resultado.

Tenga en cuenta que ni la pregunta implica un concepto de tiempo además de la hora local a lo largo de un mundo de línea.

Localmente, el más largo de worldline entre dos puntos es seguida por una caída libre de observador. si un observador está en caída libre y las otras hojas, acelera y alrededor de la negra entera y luego se vuelve a unir a su compañero, el reloj de la caída libre observador registrará más tiempo que el reloj de la aceleración del observador.