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¿Cómo puede un reloj mecánico marchar más lento debido a la dilatación del tiempo?

Yo estaba a punto de ver Interestelar para el tercer tiempo cuando me decidí a hacer algunas investigaciones en sus fenómenos. La dilatación del tiempo es el que más me llamó la atención. He leído y leído sobre ella y comprender, en la medida en que es posible para mí -- cómo funciona.

Pero no entiendo cómo un mecánico, o de cuarzo reloj podría garrapata más lento a medida que se componen de engranajes y otras partes que siempre están en movimiento a una velocidad constante, a la derecha. El ejemplo con los dos-espejo 'reloj de luz' es esclarecedor pero, ¿cómo la dilatación del tiempo de trabajo en un 'real' reloj?

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Kevin Zhou Puntos 1670

Rara vez he visto demostraciones explícitas a lo largo de estas líneas. Sin duda, sería muy difícil, para la mayoría de los relojes sería de al menos tiene que utilizar relativista de la mecánica cuántica.

En general, no queremos volver a demostrar la dilatación del tiempo para cada tipo de reloj. En cambio el razonamiento funciona de la otra manera: si un reloj de luz y otro reloj está haciendo tictac de lado a lado, lo mejor es que también se tictac de lado a lado y en otro marco, por lo que el otro reloj debe también la experiencia de la dilatación del tiempo. Desde relojes puede confiar en la mecánica clásica o mecánica cuántica efectos o cualquier otra cosa, lo que significa que todas nuestras teorías debe ser compatible con la relatividad especial. Por lo tanto, construir la teoría relativista desde el principio. Una vez que hayas hecho de que no es realmente vale la pena tomarse la molestia de una doble comprobación de la relatividad funciona en un caso concreto, como ya sabemos que se va a trabajar para todos los casos.

Aún así, este es un buen pregunta, así que vamos a hacer la comprobación de todos modos! Para simplificar voy a considerar un 'magnético' reloj. La idea es que una vertical del campo magnético $B_z$ hace una partícula que se mueve en círculos, y los impulsos de reloj cada vez que un círculo se completa. En el reloj marco, suponiendo que la partícula se mueve lentamente suficiente para el abandono de la relatividad de einstein, tenemos $$q v B = \frac{dp}{dt} = ma, \quad a = \omega v$$ ya que estamos tratando con un movimiento circular, y la combinación de da $$\omega = \frac{qB}{m}.$$ Ahora considere un marco donde el reloj se mueve a lo largo de la $z$ dirección con la dilatación del tiempo factor de $\gamma$. A continuación, el momento es ahora $\mathbf{p} = \gamma m \mathbf{v}$, por lo que la única modificación de la ecuación es $$\frac{dp}{dt} = \gamma ma$$ y que en lugar de encontrar $$\omega = \frac{qB}{\gamma m}$$ que es exactamente como sería de esperar, por la dilatación del tiempo. Físicamente, la razón de que el reloj marca es más lento que el de las partículas es más difícil para la vuelta, en virtud de su movimiento relativista en el $z$ dirección. Con un poco de handwaving, esta explicación obras para el reloj de cuarzo. Los engranajes del reloj no tienen nada que ver con ella-lo que importa son las oscilaciones resonantes en la pieza de cuarzo, que el control de todo lo demás. Por lo que es plausible que estas oscilaciones se hacen más lentos como cada una de las partículas que participan en ellos se hace más difícil para acelerar.

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Arthur Puntos 141

Tiene sentido hablar de la dilatación del tiempo sólo si vas a comparar tu reloj con otro reloj que está o ha estado en diferentes marcos de referencia. El reloj no está marcando más lento debido a que está en movimiento. De lo contrario, será posible saber si estamos avanzando o no. Y la idea de la relatividad es que las leyes de La física son las mismas en todos los marcos inerciales de referencia. Lo que significa que, sin importar si usted está en reposo o moviéndose con velocidad constante en una línea recta, no puede llevar a cabo cualquier experimento que va a determinar su estado de movimiento (en reposo o en movimiento). Así que si usted se está moviendo con velocidad constante en una línea recta que va a experimentar todo lo que una persona en reposo está experimentando. Por lo que el reloj es de la garrapata en un "tipo normal" en su propio marco.

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Peter4075 Puntos 831

Digamos que usted está conduciendo un coche a una velocidad constante (constante de velocidad, dirección constante) y en el asiento del pasajero junto a usted es exacta reloj. Parado en la carretera observador medir su tiempo, según lo registrado por el reloj, como ralentizar. Sin embargo, no se daría cuenta de que su reloj haciendo algo diferente. Extrañamente, también medir la carretera del observador reloj como ralentizar. Por lo tanto, la descripción que los relojes en movimiento marcha lenta, uno de los resultados fundamentales de la teoría especial de la relatividad. El efecto es apenas perceptible en el diario velocidades, pero si su coche estaba muy, muy rápido (se acerca a la velocidad de la luz), la desaceleración se convierte en significativo. La paradoja de los gemelos (que no es una paradoja) explora la noción de relojes en movimiento que ejecuta lento en mayor detalle.

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Arpit Saxena Puntos 13

Puede ayudar a pensar sobre el efecto de la dilatación del tiempo como la causada por un nuevo pensamiento fundamental de la fuerza que conocemos como tiempo. La fuerza del tiempo es una propiedad sólo de la materia y pasa a tasas inversamente proporcional a la velocidad de la materia de los objetos. Por lo tanto, si una discreta de Un objeto se mueve a 100 km / h y otro objeto B tiene una velocidad de 200 millas por hora, sabemos que su tiempo no es el mismo y que el movimiento lento a tiene Una mayor tasa y por lo tanto es el envejecimiento de dos veces tan rápido como B tan largo como su velocidad no cambia. No es la de los relojes que cambiar, es la velocidad de cambio y si 5 objetos se están moviendo en 5 diferentes velocidades en comparación con el uno al otro, cada uno tiene una diferente tasa de tiempo. Si en 5 galaxias hay 5 coches que se movían a la misma velocidad, su tiempo a la velocidad de la misma. Espero que ayude.

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