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¿Cómo afecta la velocidad de la causa de la dilatación del tiempo?

He estado tratando de aprender acerca de la velocidad de la luz y de la dilatación del tiempo, pero estoy en un callejón sin salida.

La presentación de los hechos dicen que si yo viajo por todo el sistema solar en un 50% la velocidad de la luz y, a continuación, volver a la tierra, voy a tener menos experiencia local paso del tiempo que ellos. Me efectivamente han viajado a su futuro. También he leído que a causa de la gravedad de la dilatación del tiempo.

Entiendo que el espacio-tiempo es una especie de la cosa, y que afectan el espacio influye en el tiempo. Tiene sentido entonces que las fuerzas gravitatorias de doblar el espacio será también doble de tiempo. Pero la velocidad? Yo no puedo envolver mi cabeza alrededor de ella y no puedo encontrar una buena explicación para ello.

Las personas dicen que la órbita naves y aviones como prueba de la dilatación del tiempo, ya que sus relojes se van más lentos que los de la superficie (y viceversa). Esto sin duda explica gravitacional del tiempo de la dilatación, pero no necesariamente la velocidad. No se puede el cambio en el tiempo local de paso ser causada únicamente por la gravitacional de la curvatura de espacio-tiempo?

Tratando de encontrar una respuesta, que llegó a una muy recurrente y frustrante ejemplo, en los textos que tratan de explicar la dilatación del tiempo. Un hombre en un tren en movimiento lanza una pelota hacia adelante. Ya se está moviendo con el tren y el tren es su punto de referencia, el balón para él solo se mueve a la velocidad que él arrojó. Pero a una mujer en la estación de la bola se está moviendo a la velocidad del tren, además de la velocidad, fue lanzada. Para algunos autores, esto parece abrir la mente a la hora de la dilatación de la comprensión. Para mí es sólo explica el carácter relativo del movimiento. No dice nada de tiempo.

Otro ejemplo que he encontrado: si la persona a velocidades de distancia de la persona B, muy rápidamente, Un reloj que parece avanzar más lento de B, del punto de vista. ¿Cómo es esto de la dilatación del tiempo, aunque? La diferencia puede explicarse por el largo tiempo que le toma a la luz para llegar a B, ¿no es así?

Me doy cuenta de que no puede ser derecho en contra de la multa de los físicos, así que estaba esperando que alguien de aquí podría aclararme. De dónde viene la idea de que la velocidad hace tiempo-dilatación?

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JRT Puntos 97

La relatividad especial (vamos a dejar de lado GR por ahora) es muy poco intuitivo, generaciones de estudiantes de física han encontrado que este a su costo, por lo que están lejos de estar solo. Así que no hay intuitivamente sencillo explicación clara sobre lo que está pasando. Dicho esto, voy a intentar un cuasi-intuitivo explicación.

Creo que el error de los estudiantes a hacer es tomar la dilatación del tiempo en aislamiento. Es fácil pensar que aquí hay un fenómeno llamado de la dilatación del tiempo: ¿cuál es la causa? Lo que en realidad sucede es que diferentes observadores estarán de acuerdo sobre lo que constituye el espacio y lo que constituye el tiempo y la dilatación del tiempo es sólo parte de un gran fenómeno.

Como me siento aquí en mi teclado no voy a mover en el espacio, pero me estoy moviendo en el tiempo. Así que para alguna actividad (por ejemplo, desde el inicio hasta el final de mí escribir esta frase) mi Δx=0 y mi Δt=T durante algún tiempo T. Sin embargo, el error de ojos extranjero que acaba de zoom pasado en 0.9c no está de acuerdo. El extranjero, sentado en su propia máquina de escribir, me ve movimiento en 0.9c, por lo que en entre iniciar y terminar mi frase el extranjero se ve que me he mudado a cierta distancia Δx=d. Pero en SR el espacio y el tiempo están vinculados, por lo que si el extranjero medidas diferentes Δx también deben medir diferentes Δt. Las dos están vinculadas por la relación:

c2Δt2Δx2=c2Δt2Δx2

donde el imprimado t x son lo que yo medida y la imprimación t x son lo que el extranjero medidas. Incluso sin hacer las matemáticas debería ser obvio que, debido a Δx<Δx se sigue que Δt<Δt. En otras palabras, cuando el extranjero veces ¿cuánto tiempo me lleva a escribir la frase que medir más tiempo que yo. Para el extranjero que mi tiempo se ha dilatado.

Probablemente también hayas oído hablar de la contracción de longitud. Bueno esta es la otra cara de la moneda. La dilatación del tiempo y contracción de longitud siempre ocurren juntos porque, en efecto, algunas de la época se convierte en longitud y viceversa.

De todo esto se desprende de un fundamntal simetría llamado la invariancia de Lorentz. Esto indica que si podemos medir una propiedad llamada la línea de intervalo y se define por:

ds2=c2dt2+dx2+dy2+dz2

a continuación, la cantidad de ds2 es un invariante y todos los observadores medirán el mismo valor para él. Para obtener la ecuación anterior enlazando (t,x) con el extranjero (t,x) me acaba de aprovechar esta invariancia a exigir que ds2=ds2.

Todo muy bien, pero tengo realmente sólo empujó la no-intuitividad una etapa más abajo, ya que mi explicación asume la invariancia de Lorentz y este a su vez es poco intuitivo. Aún así, esperemos que esto le permite obtener algunos manejan sobre lo que está pasando.

10voto

En primer lugar, para los observadores en el uniforme el movimiento relativo de la dilatación del tiempo es simétrica: observa B del reloj para correr más lento; B observa Un reloj para correr más lento.

Segundo, para la "paradoja de los gemelos" tipo de escenarios, la situación es no simétrica. Si viaja hacia el exterior de la Tierra en el 50% de la velocidad de la luz y, a continuación, volver, su worldline entre los dos eventos (uno de los eventos es su salida, el otro evento es el de su vuelta) y es un tanto diferente camino a través del espacio-tiempo que aquellos en la Tierra.

Pero, es elemental el resultado de SR que la línea más recta posible ruta de acceso entre dos eventos en el espacio-tiempo tiene el más largo de tiempo transcurrido. Cualquier otro camino, tiene menos tiempo transcurrido.

No puedo encontrar una buena explicación para ello.

Este es un muy bien conocido, bien entendido resultado que (1) ha sido explicado aquí muchas veces, (2) ha sido explicado en muchas bellas y no tan bellas libros de texto, y (3) se ha explicado de muchas maneras y en muchos lugares en línea.

Mi pregunta para ti es: ¿qué específicamente, con todas estas explicaciones disponibles para usted, no está claro o no es "bueno"?


Sus 3 puntos puede ser correcto, pero cualquiera que sea la explicación que puedo encontrar son insuficiente para un hombre ordinario como yo lo entienda. Tenía la esperanza de alguien aquí tiene una mejor capacidad para enseñar.

Y los profesores a menudo la esperanza (incluso a la desesperación) para los estudiantes con el deseo de aprender , en lugar de simplemente ser enseñado. Un maestro sólo puede guía de aprendizaje.

He aquí una sencilla animación que muestra la dilatación del tiempo debido al movimiento. Es a partir de esta explicación:

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Todo lo que se requiere para captar intuitivamente la dilatación del tiempo debido al movimiento uniforme es

(1) por estipulación (postulado), todos de manera uniforme en movimiento observadores medir la misma velocidad c de la luz y

(2) la distancia que viaja la luz por el movimiento de la luz del reloj es más larga que la distancia que viaja la luz por la luz fija-reloj.

¿Estás de acuerdo?

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Ethan Puntos 13856

No estoy seguro si usted todavía está buscando una explicación sobre esta desde que fue publicado hace 4 meses.

La animación publicado por Alfred Centauri es un gran ejemplo. De hecho, esta es la ilustración que Einstein utilizó en su experimento. Si usted mira el haz de luz, imagina que cada vez que el haz de luz llega a uno de los lados (espejo o de origen/luz de flash), tiene una marca en el reloj. La velocidad de la luz es constante.

La velocidad de la luz es la misma cuando se va de ida y vuelta en el laboratorio. Ahora, la velocidad de la luz es también el mismo cuando en el interior del cohete, sólo que aquí, la velocidad de la luz de la viga en la dirección de la ruta trazada en la animación. El haz de luz es desviado por un cierto ángulo por el movimiento de los cohetes. Ahora, el haz de luz de la velocidad es la de ser "compartida" entre vertical y horizontal de movimiento. Debido a que una porción de los rayos de luz de la velocidad se utiliza para desplazarse horizontal, algunos de los que la velocidad tiene que ser "arrebatado" de la velocidad vertical.

La velocidad del rayo de luz en el cohete tiene dos componentes. Uno de los componentes en la dirección horizontal y una componente en la dirección vertical. Dado que el total de la velocidad tiene que ser "compartida" entre vertical y horizontal, la componente vertical de la velocidad es menor ahora, porque necesita ser añadido a la velocidad horizontal. La cantidad de progreso que el rayo de luz hace hacia viaja hacia el espejo se resta, o quitado. Recuerde, cada vez que el rayo de luz que alcanza uno de los dos lados del laboratorio (o cohete), es una garrapata en el reloj. El rayo de luz de la posición vertical a lo largo del laboratorio/o cohete es sinónimo con el paso del tiempo. Así que, cuando usted mira la animación, comparar el rayo de luz de la posición vertical en el laboratorio con el rayo de luz de la posición vertical en el cohete. El rayo de la posición vertical en el laboratorio es siempre mayor que la posición vertical de los rayos de luz en el cohete. Eso significa que el tiempo que ha pasado en el laboratorio es mayor que el tiempo que ha pasado en el cohete. ¿Cómo podemos hacer que la conclusión de la misma, mirando la posición de los rayos de luz? Bueno, el tiempo t=dv la distancia dividida por la velocidad. Esto significa que el tiempo es proporcional a la distancia a la que el rayo tiene que viajar. Así, el paso del tiempo en el laboratorio es más rápido que el paso del tiempo en el cohete. El espacio y el tiempo están íntimamente relacionados. Si usted está de pie todavía, se está pasando a través del tiempo. Pero si usted desea pasar a través del espacio, tiene a el comercio que el espacio con el tiempo.

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Dori Puntos 1325

Un efecto relacionado con la dilatación del tiempo es la duración de la contracción - los objetos que se mueven en una dirección determinada se acortan en la dirección de su movimiento.

La primera persona que viene con esta idea fue Fitzgerald, y lo hizo en 1889 - 16 años antes de que Einstein publicó en especial de la relatividad. En primer lugar, ellos no tienen una buena idea de por qué las cosas deben contrato. Simplemente di cuenta de que si las cosas contrato, que explica algunos de los desconcertantes resultados experimentales acerca de la luz y de los interferómetros. Así que la gente empezó tratando de encontrar la razón de las cosas contrato - si los contratantes, lo que está presionando sobre ellos? Lorentz, Heaviside, Poincaré y probablemente algunos otros construido una teoría basada en la idea del éter - el hipotético medio a través del cual viaja la luz. Ellos pensaban que las fuerzas que mantienen a los átomos juntos el trabajo de tal manera que cuando usted comienza a moverse a través del éter, todo se vuelve físicamente crujía hacia abajo. (Yo personalmente no conozco los detalles de esta teoría; no hay necesidad de aprender de ellos, ya que es incorrecto).

La teoría de Einstein demostró que nada de eso está sucediendo. Las cosas no están recibiendo la crujía por aether vientos. De hecho, no hay éter, y no hay tal cosa como el movimiento en un sentido absoluto.

En cambio, en la relatividad, diferentes personas simplemente tienen diferentes marcos de referencia, y las mediciones en un marco de referencia no transformar ingenuamente en otro marco de referencia.

Taylor y Wheeler del libro de texto usa la analogía de dos peritos, uno que mide con base en tierra en el norte magnético, y el que utiliza el norte geográfico. Ellos le dirán números diferentes acerca de en qué medida este-oeste y norte-sur en su tierra se extiende debido a que tienen diferentes sistemas de coordenadas basado en sus diferentes (girado) marcos de referencia. Sólo así, en la relatividad. En distintos marcos de referencia, obtendrá diferentes números para el tiempo y la distancia entre los diferentes puntos en el espacio-tiempo, así como los agrimensores son diferentes este-oeste y norte-sur en las coordenadas. Estos diferentes espacio y en el tiempo de las coordenadas se refieren a que en diferentes marcos de referencia, se observa duraciones y longitudes diferentes. Pero no es un efecto dinámico. No hay velocidad de gremlins que aparecen fuera de la espuma cuántica y hacer manos de reloj empezar a correr a través de la melaza. Es puramente cinemática.

Bien, pero ¿por qué los observadores en diferentes marcos tienen diferentes coordenadas del espacio y del tiempo? ¿Por qué no todos los que dicen que los tiempos son todos de la misma? Bien, ¿por qué deberían hacer lo contrario? ¿Por qué debería ser especial, cosa absoluta que es la misma para todos? La cosa natural que la mayoría de la gente tiene en su mente es que el tiempo tiene algún tipo de defecto del estado, por lo que se va a la misma velocidad para todos, y entonces, si usted quiere cambiar, habría que tener especial vórtice-la realidad-deformación de Star Trek efecto a venir y hacerlo más lento. El aprendizaje de la relatividad especial es aprender a dejar ir ese prejuicio.

Lo que hace la naturaleza no está relacionado con la satisfacción de nuestras intuiciones. Solo se trata de seguir las reglas. El central de la regla de la relatividad es la idea de que todos los de la física es la misma, independientemente de su velocidad, y, además, que cuando se cambia entre los marcos de referencia, todo el espacio y el tiempo de coordenadas transformar el uno en el otro, de modo que las distancias y duraciones de cambio. No existe ninguna justificación para ello. Es sólo la regla que hemos encontrado que la naturaleza siga. Que no está pasando por algún mecanismo particular de la gigante de las tijeras cortando encima de espacio-tiempo y hacer todas las lecturas salen diferentes. Es solo una hipótesis que coordina transformar de esta manera.

La hipótesis de que, ciertamente, puede ser dicho en muchas maneras diferentes. La mayoría de los libros de texto de introducción tome esto como una hipótesis de que la velocidad de la luz es constante, y a partir de ese hecho se derivan de cómo las transformaciones tienen que trabajar. O, usted puede tomar como una hipótesis de que el espacio-tiempo de intervalo entre los eventos es invariante, y el trabajo de las reglas de transformación a partir de ahí. (Esto es lo que Juan y Alfred respuestas.) Realmente no importa, sin embargo. En algún momento usted está tomando como hipótesis que esta es la forma en el espacio-tiempo de obras, y hemos aceptado que no hay nada en la física que coincide con la visión antropocéntrica idea de "hacer que suceda".

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Pavan Krishna Puntos 16

Esto también me tomó un largo tiempo para averiguar, aquí están algunas de las cosas que hizo que toda la idea mucho más simple. Esto por un momento los descartes de los marcos de referencia para llevar las cosas en el ser comprensible en la Física Newtoniana

El tiempo en realidad no se ralentice. Es sólo que el tiempo en cualquier manera que podamos medir se ralentiza. Debido a que el 2 ideas son las mismas que para la física simplemente llamamos a que el tiempo de desaceleración.

Así que si nos detenemos en la medición del tiempo por algún método de dios, y empezar a pensar en el tiempo como es percibido, podemos pensar en el hecho de que nos medir el tiempo por los acontecimientos. Por ejemplo, el tictac de un reloj, o la desintegración radiactiva de una partícula. Así que si todos los eventos fueron a ralentizar, podríamos decir que es el tiempo de desaceleración.

Ahora vamos a imaginar algo que viajan a la velocidad de la luz. Esto significa que todas las partes estén viajando a la velocidad de la luz. Ahora vamos a pensar que es un reloj mecánico. Un reloj mecánico tiene partes móviles para el seguimiento de tiempo. El problema es que a pesar de que ninguna de estas partes se podía mover. Si alguno de ellos, alguna parte de el reloj superar la velocidad de la luz. Como esto no puede suceder que el reloj está perfectamente inmóvil en su propio marco y "el tiempo no pasa". Nuestro partículas radiactivas se verían afectados de la misma manera.

Alejarse de la situación imposible en la que podemos ir de vuelta al 50%. En este punto, los objetos sólo pueden dedicar la mitad de su movimiento para eventos, y la otra mitad para viajar. Esto es lo que crea la percepción de la desaceleración

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