Leí con interés sobre la teoría de la relatividad de Einstein y su propuesta sobre la velocidad de la luz es el límite de velocidad universal.
Así que, si tuviera que viajar en una nave espacial a (prácticamente) la velocidad de la luz, ¿congelar y se detiene?
¿El universo a mi alrededor congela y se detiene?
¿Que detendría el tiempo para?
Este tipo de pregunta tiene una larga y honorable historia. Como joven estudiante, Einstein trató de imaginar lo que una onda electromagnética se vería desde el punto de vista de un motociclista cabalgando junto a él. Pero ahora sabemos, gracias a Einstein, que realmente no tiene sentido hablar de observadores.
El más sencillo argumento está basado en la positivista de la idea de que los conceptos no sólo significa que si algo puede definir la forma de medir de forma operativa. Si aceptamos esta postura filosófica (que no es en absoluto compatible con todos los conceptos que jamás discutir en la física), entonces tenemos que ser capaces físicamente de darse cuenta de este marco en términos de un observador y dispositivos de medición. Pero no se puede. Se necesitaría una cantidad infinita de energía para acelerar Einstein y su motocicleta a la velocidad de la luz.
Desde los argumentos de positivismo a menudo puede matar perfectamente interesante y razonable conceptos, nos podemos preguntar si hay otras razones de no permitir que dichos marcos. Hay. Una de las más básicas geométricas ideas es la intersección. En la relatividad, esperamos que aunque diferentes observadores en desacuerdo acerca de muchas cosas, están de acuerdo acerca de las intersecciones de las líneas. Ya sea que las partículas choquen o que no. La flecha puede acertar en el blanco o no. Así que, a pesar de la relatividad general es mucho más permisiva que la mecánica Newtoniana sobre los cambios de coordenadas, hay una restricción que debe ser suave, uno a uno las funciones. Si había algo así como una transformación de Lorentz para v=c, no sería uno-a-uno, por lo que no sería matemáticamente compatible con la estructura de la relatividad. (Una manera fácil de ver que no puede ser uno-a-uno es que la contracción de longitud reduciría de un número finito de distancia a un punto.)
Lo que si es un sistema de interacción, partículas sin masa era consciente, y podría hacer las observaciones? El argumento dado en el párrafo anterior demuestra que esto no es posible, pero vamos a ser más explícito. Hay dos posibilidades. La velocidad V del sistema del centro de masa se mueve en c, o no. Si V=c, entonces todas las partículas que se desplazan a lo largo de líneas paralelas, y por lo tanto no están interactuando, no puede realizar cálculos, y no puede ser consciente. (Esto es también consistente con el hecho de que el buen tiempo de una partícula que se mueve en c es constante, ds=0.) Si V es menor que c, entonces el observador del marco de referencia no se está moviendo a. c. De cualquier manera, no conseguimos un observador en movimiento a.c.
Usted no puede viajar a la velocidad de la luz. Así que es una pregunta sin sentido.
La razón por la que algunas personas dirán que el tiempo se congela a la velocidad de la luz es que es posible tomar dos puntos en cualquier camino que va a través del espacio-tiempo, a menos que la velocidad de la luz y calcular la cantidad de tiempo que una partícula de la experiencia a medida que viaja entre los puntos a lo largo de ese camino. El cálculo es
$$\Delta\tau^2 = \Delta t^2 - \frac{1}{c^2}(\Delta x^2 + \Delta y^2 + \Delta z^2)$$
donde $\Delta\tau$ es la cantidad de tiempo experimentado por el viaje de las partículas, y el otro $\Delta$'s son las diferencias en el espacio y en el tiempo de coordenadas entre los dos puntos de medida por un observador externo. Si usted toma este mismo cálculo y ciegamente aplicarlo a un camino que está a la velocidad de la luz, consigue $\Delta\tau = 0$.
Sí, estoy de acuerdo con David. Si de alguna manera, fueron capaces de viajar a la velocidad de la luz, parece que 'su tiempo' no habría progresado en comparación a su tiempo de referencia una vez que volvió a la "normalidad" de las velocidades. Esto puede ser modelado por la de Lorentz de la dilatación del tiempo de la ecuación:
$$T=\frac{T_0}{\sqrt{1 - (v^2 / c^2)}}$$
Cuando se viaja a la velocidad de la luz ($v=c$), a la izquierda bajo el radical tendría 0. Esta respuesta sería indefinido o infinito si usted (vamos con el infinito). El tiempo de referencia ($T_0$) dividido por cero sería infinito; por lo tanto, se podría inferir que el tiempo es 'frozen' a un objeto que viaja a la velocidad de la luz.
Como se ha señalado usted no puede viajar a la velocidad de la luz pero usted puede buscar en los límites que tienden a la medida que nos acercamos a él.
Así que, si yo fuera a viajar en una nave espacial a la velocidad de la luz, voy a congelar y dejar de moverse?
Desde la perspectiva de un observador estacionario si su nave espacial viajando a cerca de la velocidad de la luz, el tiempo en la nave espacial que ha disminuido (se aproxima a cero o congelados). ¿Qué significa esto? Todo en la nave espacial sería que se mueve muy lentamente, por ejemplo, la persona que se mueve, las señales eléctricas, todo se ralentiza por la misma cantidad (visto por el observador estacionario).
Desde la perspectiva de una persona en la nave espacial aparece el tiempo de viajar a la velocidad normal (porque si el tiempo se ralentiza no lo note como todo se ralentiza a la misma velocidad, incluyendo su proceso de pensamiento). Así que nada dentro de la nave espacial parece extraño. Sin embargo, si usted observar las estrellas allá de que va a observar algunos efectos extraños debido a la aberración y el efecto doppler.
Vea este enlace para que lo que una nave espacial que iba a ver que viajan a velocidades relativistas.
Sería el universo que me rodea congelar y dejar de moverse?
No, el universo sigue trabajando como lo hace normalmente. Esencialmente en la nave espacial, el tiempo se mueve más lento que fuera en el resto del universo. Así, por dentro estás envejecimiento más lento que el de alguien de fuera. Sin embargo, usted no note que esta (de momento parece funcionar con normalidad desde su perspectiva) y usted acaba de ver las estrellas fuera de convertirse en azul desplazado (debido al efecto doppler de alta velocidad y desplazado hacia un punto alrededor de su dirección de viaje (debido a la aberración)). Ver el enlace de arriba para obtener más detalles sobre esto.
Que sería el momento de parar?
Nadie nota el tiempo de retraso desde su perspectiva. En lugar de que su único el observador estacionario, quien señala que el tiempo de desaceleración de la persona en la nave espacial.
La velocidad es relativa, por lo que no importa si usted está "viajando" a cierta velocidad relativa a algo, o que algo está viajando a cierta velocidad relativa a la que - los efectos son los mismos. Ahora usted tiene los objetos en el universo viajar en un amplio rango de velocidades con respecto a ti. Si usted decide cambiar su velocidad cercana a la velocidad de la luz en comparación con lo que es ahora, usted encontrará que no es todavía el mismo rango de las velocidades de los objetos con relación a usted. Eso es porque los objetos que viajaban cerca de c en la dirección de su incremento se ha ralentizado, y los objetos que se encontraban viajando en la dirección opuesta se han aumentado su velocidad.
Sin embargo, usted también encontrará que como objetos de aumentar su velocidad relativa, la secuencia de los acontecimientos más lento, y que incluye la ejecución de sus relojes desde su punto de vista, que se aproxima a cero a medida que su velocidad se aproxima a la velocidad de la luz.
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