¿Por qué son necesarias la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud para fijar el tiempo?

Question

En muchos libros de texto y respuestas en línea he oído hablar de cómo la dilatación del tiempo explica la brecha de tiempo experimentada entre dos observadores. Sin embargo, continúan diciendo que en realidad esto no es suficiente y que debemos tener también la contracción de la longitud para cerrar realmente la brecha.

Desde una perspectiva intuitiva, ¿no puede el tiempo ralentizarse mucho y entonces esto puede cubrir la brecha en el tiempo por sí mismo? ¿Por qué tiene que haber también una contracción de la longitud para ayudar a cubrir la brecha? ¿No puede el tiempo simplemente ralentizarse más? Me gustaría entender esto tanto a nivel intuitivo como matemático.

Answer 1

Desde una perspectiva intuitiva, ¿no puede el tiempo ralentizarse mucho y entonces esto puede cubrir la brecha en el tiempo por sí mismo? ¿Por qué tiene que haber también una contracción de la longitud para ayudar a cubrir la brecha?

Intuitivamente, la necesidad de la contracción de la longitud se debe a que la brecha que has descrito depende de la orientación.

Por ejemplo, al derivar la expresión de la dilatación del tiempo, un enfoque común es considerar lo que se conoce como un reloj de luz. En concreto, si el movimiento relativo se produce en la dirección x, se suele analizar un reloj de luz orientado en la dirección y.

¿Qué ocurre si se consideran dos relojes de luz idénticos y se orienta uno en la dirección y y el otro en la dirección x? Resulta que el primero puede describirse únicamente mediante la dilatación del tiempo, pero si se utiliza el mismo enfoque para el reloj en la dirección x, no funciona. Para que ambos relojes funcionen hay que incluir la contracción de longitud para el reloj x.

Un enfoque menos intuitivo pero conceptualmente más limpio es derivar la transformada de Lorentz utilizando su enfoque favorito, y luego ver tanto la dilatación del tiempo como la contracción de la longitud como características de la transformada de Lorentz.

Answer 2

En primer lugar, la dilatación del tiempo se refiere a un observador y a una partícula observada. Si la partícula observada tiene una velocidad con respecto al observador, la observación del proceso de envejecimiento de la partícula estará sujeta a la dilatación del tiempo, lo que significa que el tiempo propio de la partícula es el tiempo antes de la dilatación del tiempo, y el tiempo coordinado medido por el observador será el tiempo después de la dilatación del tiempo.

Así que el observador y la partícula observada no estarán de acuerdo en el tiempo medido, pero en cambio sí lo estarán en su velocidad relativa. Si A se aleja de B, entonces B se aleja con la misma velocidad de A. La velocidad es igual a la distancia dividida por el tiempo, y por eso la partícula observada medirá no sólo un tiempo más corto sino también una distancia contraída.

Eso significa que la contracción de la longitud es una consecuencia directa de la dilatación del tiempo.

Answer 3

No estoy seguro de lo que está preguntando, pero mi explicación en este sitio podría responder a su pregunta La relatividad especial: Confusión sobre la contracción de la longitud Si hay más de un objeto, aparecerán más juntos y acortados. Y si te movieras a velocidad relativista, los objetos que estuvieran detrás o al lado tuyo aparecerían acortados, mientras que los que estuvieran delante aparecerían alargados porque la luz del extremo cercano tiene menos distancia que recorrer, por lo que el extremo cercano se ve en movimiento primero.

Answer 4

Tiempo, es un término que describe el movimiento temporal. El movimiento a través de la dimensión temporal. La dilatación del tiempo es un cambio en la velocidad del tiempo, en relación con algo o alguien más.

Como nuestra experiencia del tiempo es subjetiva, la duración de un periodo varía en función de nuestra velocidad temporal. Un viaje de diez años luz podría experimentarse subjetivamente como un año, por lo que la distancia recorrida se siente subjetivamente más corta.

Piensa que es como echarse una siesta en un vuelo de 8 horas. Si duerme 6 horas, subjetivamente, su vuelo sólo dura 2 horas. El viaje parece más corto.

La contracción de la longitud es un cambio en la percepción subjetiva de la realidad por parte de los observadores. La dilatación del tiempo es el resultado de un cambio en la velocidad temporal que es inversamente proporcional a nuestra velocidad espacial.