¿Todo se mueve a c en un círculo de c unidades

Question

Intentaba explicar la relatividad especial a unos amigos de forma sencilla y acabé con una analogía utilizando un círculo unitario c.

Yo utilizaba y como viaje en el tiempo, x moviéndose en el espacio; muévete en el espacio y estás tomando prestada tu velocidad de reloj. Por ejemplo, la paradoja de los gemelos: Tu gemelo que viaja ha tomado prestada la velocidad del reloj. El reloj del gemelo era más lento -> el gemelo es más joven.

¿Cuál es el problema de representar la relatividad utilizando un círculo unitario (c) desde el punto de vista de un observador? Cualquier cosa de Lorentz o Minkowski estaría fuera de la cuestión, por supuesto, estoy buscando una descripción amigable para el lego que esté cerca de la verdad.

El círculo discutido, era en mi mente un medio círculo $y>=0$ . Donde $y=0$ sería un fotón.

Answer 1

Su modelo no sólo es útil para los profanos, sino que también tiene importancia física.

Hay que aclarar una cosa: Tu diagrama no es un diagrama de Minkowski (que permite las transformaciones de Lorentz). En particular, tu eje y no es el tiempo de coordenadas (como en el diagrama de Minkowski) sino el tiempo propio. Propuse un esquema similar en El espacio tiempo de Minkowski: ¿Existe una firma (+,+,+,+)?

Por cierto, la ventaja de tal diagrama es que permite una descripción mejorada del tiempo (porque cualquier tiempo deriva del tiempo propio). Actualmente describimos el tiempo sólo por medio de los diagramas de Minkowski - sin embargo, los diagramas de Minkowski se hicieron para la transformación de Lorentz y no para una descripción de lo que es el tiempo.

Answer 2

Einstein (creo) utilizó un ejemplo sencillo. Viajar sobre un fotón y mirarse en un espejo. ¿Sería capaz de mirar su imagen en el espejo o no? Einstein (y Lorentz y otros) dijeron sí como tal la luz (debería) viajar con la misma velocidad constante $c$ en todos los marcos de referencia (inerciales).

A continuación, lea el documento original de Einstein de 1905 ( Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento ) que deriva todas las transformaciones relativistas/lorentz basándose únicamente en este principio (de constancia de la velocidad de la luz).

Creo que es una buena explicación y analogía intuitiva.