¿Las mediciones de tiempo y distancia son independientes o están siempre acopladas por la velocidad de la luz?

Question

En los textos sobre relatividad especial, el reloj de luz suele describirse como una herramienta para medir el tiempo $t$ . Cuenta la frecuencia con la que la luz viaja a lo largo de una distancia determinada $d$ es decir $t = d/c$ , donde $c$ es la velocidad de la luz.

En otros contextos, la distancia se define por la distancia que recorre la luz en un tiempo determinado $t_d$ es decir $d = c\cdot t_d$ .

Ahora me pregunto si tenemos una forma de definir la distancia y el tiempo de tal manera que no dependan el uno del otro.

¿Es un reloj atómico lo suficientemente diferente de un reloj de luz como para poder decir que no basamos la medición del tiempo en la medición de la distancia?

Answer 1

Pero la luz es esencial para la teoría de la relatividad. Sí se puede medir la distancia en metros, pero el tiempo en el espacio no es absoluto. Podrías poner a una persona en la línea de salida y a otra en la línea de meta con relojes atómicos y no coincidirían en el momento en el que una persona empezó y terminó. La persona en la línea de meta comenzaría el reloj la velocidad de la luz tarde. Y la persona en la línea de salida detendría el reloj la velocidad de la luz tarde. Podrían estar de acuerdo en que fueron 100 metros pero no estarían de acuerdo en el tiempo. La persona en la línea de salida tendría un tiempo más largo. Y si el corredor tuviera un reloj, también tendría un tiempo diferente. En la línea de salida podrían estar de acuerdo en que los relojes están sincronizados, pero una vez separados por el espacio ya no estarían de acuerdo en que los relojes están sincronizados. Cada uno diría que el otro reloj es lento por la velocidad de la luz / la distancia.

El reloj no es diferente, pero sí lo es la forma de medirlo, ya que la información sólo viaja a la velocidad de la luz.

La base de la teoría de la relatividad es que, independientemente de tu marco de referencia, estás de acuerdo con la velocidad de la luz. Entiendo que es una definición algo circular, pero funciona.