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Si un astronauta hubiera estado destinado en la Estación Espacial Internacional durante toda la misión, 17 años, ¿sería mayor?

La Estación Espacial Internacional de la NASA ha iniciado hoy la órbita 100000 tras 17 años en el espacio.
Sólo me pregunto si hubiera un equipo de astronautas que hubiera estado en el laboratorio durante los últimos 17 años, ¿cuánto más viejos serían debido a la combinación de la teoría especial de la relatividad de Einstein y la teoría general de la relatividad?
Aquí está el enlace al vídeo de youtube de la NASA. http://youtu.be/g5chOA-WEuw

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Esto se responde en La gravedad en la Estación Espacial Internacional - Perspectiva de la Relatividad General donde aprendemos que la dilatación del tiempo en la ISS con respecto al ecuador terrestre es de 1,00000000028655.

Así, después de 17 años para nosotros, los astronautas volverían más jóvenes unos 0,15 segundos que si se hubieran quedado en tierra.

Tenga en cuenta que se requiere un tratamiento GR completo. Ahora parece que la gente de la NASA (bueno, al menos uno de ellos ) dividen el cálculo en una parte SR que se ocupa de la velocidad y una parte GR que tiene en cuenta la diferencia de gravedad. Esta aproximación da un resultado de unos 0,16 segundos después de 17 años, cercano pero diferente.

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Muchas gracias. Mi única pregunta es en un caso como este si los astronautas utilizan el meridiano de Greenwich como marcador del ángulo de coordenadas orbitales cuando simplemente lo cruzan cien k veces, ¿se van a adelantar 0,17 segundos?

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Dado que se encuentran en un marco de aceleración relativo al nuestro, lo que ellos ven como sucesos espaciales simultáneos separados no es lo que nosotros vemos como tal, así que no estoy muy seguro de la forma adecuada de formular esa pregunta, y menos aún de cómo responderla. La relatividad general es complicada.

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Samsonov Dmitriy Puntos 36

La primera respuesta tiene todos los resultados, pero intentaré mostrar algunos cálculos, porque los he estado escribiendo desde que no había respuesta.

Se sabe por General Teoría de la Relatividad (GTR) que cuanto más cerca se está de un objeto masivo - más lento pasa el tiempo. Por otra parte Especial La Teoría de la Relatividad (STR) nos da la siguiente afirmación: cuanto más rápido te mueves, más lento transcurre el tiempo.

Sólo puedo dar aquí una respuesta a medias debido a mis escasos conocimientos de GTR.

Comparemos las velocidades relativas de la ISS y de una persona en la superficie de la Tierra (en el ecuador):

Sabemos que la órbita de la ISS es de aproximadamente 400 km. Sabiendo esto podemos calcular su velocidad: $$\frac{mV_1^2}{r+400000}=G\frac{mM}{(r+400000)^2}$$ donde $r$ es el radio de la Tierra, $M$ -su misa, $m$ -masa de la ISS, $G$ -Constante gravitatoria. De aquí obtenemos $V_1=\sqrt{\frac{GM}{r+400000}}$

También podemos aproximar la velocidad de una persona en la superficie de la Tierra: $$V_2=r\frac{2\pi}{T}$$

Así que a partir de estas dos ecuaciones podemos calcular la dilatación del tiempo por segundo con respecto al centro de la Tierra para cada caso: $$\tau_1=\frac{1}{\sqrt{1-\frac{V_1^2}{c^2}}}, \tau_2=\frac{1}{\sqrt{1-\frac{V_2^2}{c^2}}}$$

Entonces podemos calcular la diferencia y multiplicarla por 17 años: $$|\Delta \tau|*17*365*24*60*60=0.174634$$

Para una mejor comprensión, podemos considerar el problema desde diferentes ángulos, es decir, la contracción de Lorentz (efecto de la RTS) o la contracción de las distancias en la dirección de la velocidad:

Sea la longitud de la órbita $l=2 \pi (r+400000)$ Con cada giro, la ISS recorrerá una distancia igual a $l_1=l \sqrt{1-\frac{V_1^2}{c^2}}$ . Entonces sólo tenemos que calcular la diferencia entre 2 veces $$T_1=\frac{100000l}{V_1}, T_2=\frac{100000l_1}{V_1}$$ Tenemos que $\Delta T \approx 0.17$

Nota :sólo hemos prestado atención a la dilatación del tiempo debida a la STR. La GTR requiere cálculos más complejos, pero desplazará un poco nuestra respuesta hacia la dirección de cero, porque dilatará más el tiempo para los que estén más cerca del centro de la Tierra.

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Como ha dicho @stephane, ¡hay que tener en cuenta el efecto de la aceleración debida tanto a la gravedad como a la circulación orbital! mi opinión es que el espacio temporal de los astronautas tiene 2 curvas, que posiblemente trabajen en sentidos opuestos. de forma exagerada, uno puede imaginarse que cuando pisa el pedal en un coche ¡está ganando tiempo! y si da vueltas en círculo ¡pierde tiempo?

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@kamran He entendido lo que dices. Como puedo suponer que no es cierto, porque la marcacion del tiempo depende solo de la velocidad: un reloj con una velocidad alta tiene un flujo de tiempo mas lento que los relojes del resto. Y no depende del movimiento en circulos o en linea recta. Querías decir no circulación orbital sino velocidad orbital.

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Existe la aceleración centrípeta: A=r. omega^2. hay que tenerla en cuenta. Según la RG, el espacio-tiempo está modelado y modificado por la masa, el momento, la aceleración, la presión...

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Michał Tabor Puntos 762

Nuestro envejecimiento es directamente proporcional al metabolismo del cuerpo y la división, el crecimiento y la muerte de las células del cuerpo y si la gravedad tiene algún efecto sobre la tasa de aspectos anteriores astronautas será definitivamente más joven

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