Sé que probablemente se han preguntado variaciones de estos en numerosas ocasiones antes, pero tengo problemas con este escenario específico.
Imagine la clásica paradoja del tren, excepto que en lugar de rayos, tenemos un observador en el centro del tren que dispara pulsos láser hacia la parte trasera (Evento ) y delante del tren (Evento ). El tren se mueve de izquierda a derecha a una velocidad relativista .
Para un observador en la estación, el pulso de luz que viaja hacia la parte trasera tiene que recorrer una distancia mucho menor ya que el tren se mueve hacia allí. Sea esta distancia .
Obviamente, el observador de la estación, que tiene un marco de referencia en movimiento, ve el primero.
Coloquemos a otro hombre en la parte trasera del tren, ya que está en reposo con el tren, la luz tiene que viajar. (exactamente la mitad de la longitud del tren) para llegar a él.
Pero según el observador de la estación para quien la luz tiene que viajar solo , la luz llega al hombre antes de llegar a él, en su propio marco de referencia . ¿Cómo puede el observador en movimiento ver un evento incluso antes de que suceda en el marco de reposo?
La descripción que ha proporcionado de lo que sucede y quién percibe lo que es perfecto. Tu pregunta es ¿cómo puede suceder que el observador de la plataforma (Sam) perciba que un evento sucedió ha pasado en el marco de descanso?
Ahora, el punto es que no hay una configuración en la que podamos hablar de manera significativa sobre si Sam ha observado un evento antes de que suceda en el marco de descanso o después de que haya sucedido en el marco de descanso. Todo lo que podemos hablar es sobre qué evento ocurre primero y cuál después en un cuadro en particular. Podemos hablar de si el rayo LÁSER incide primero en la parte delantera o en la trasera en el marco de descanso. Podemos hablar de si el rayo LÁSER incide primero en la parte delantera o en la trasera según el marco de la plataforma. Pero no podemos decir si Sam observa el rayo que golpea la espalda antes o después de que haya sucedido en el marco de descanso. No hay un sentido definido para esta pregunta en nuestra forma actual de describir la Física.
Admito que no puedo precisar los problemas en la pregunta... en parte porque creo que hay algunas posibles confusiones y conceptos erróneos en la configuración. Creo que @Mockingbird destacó algunos de los conceptos erróneos.
Por lo tanto, ofrezco un diagrama de espacio-tiempo en papel cuadriculado girado (para que podamos visualizar las marcas) para ayudar a aclarar la situación.
Considere un tren (cuya longitud en reposo
) moviéndose hacia la derecha con
velocidad
, de modo que
.
En el evento de encuentro O [que tanto la Estación como el Tren asignan (x=0,t=0)], se emiten señales luminosas.
Nota: La Estación observa que el Tren tiene longitud
(longitud de contracción) .
Por lo tanto, la Estación dice "la parte trasera del tren está a medio tren de distancia:
unidades",
mientras que el Tren dice "la parte trasera del tren está a medio tren de distancia:
unidades".
(Tenga en cuenta que Tren dice
es simultáneo con el evento
, pero
NO es simultáneo con el evento
[aunque Station dice que H es simultáneo con O] (relatividad de la simultaneidad) .)
La señal dirigida hacia atrás llega a la parte trasera del tren en el evento. .
La estación dice
tiene coordenada espacial
,
donde
. Entonces,
.
De este modo,
y entonces,
.
La estación dice
.
el tren dice
tiene coordenada espacial
,
donde
. Entonces,
y entonces
.
tren dice
, que es 2 tics de reloj después del evento
.
Entonces, espero que esto aclare la confusión.
El evento de la luz que golpea la parte trasera del tren ocurre una sola vez y ocurre exactamente en el mismo instante en ambos marcos de referencia. El tiempo transcurrido desde que se emitió la luz es menor en el marco de la estación que en el marco del tren, pero eso no significa que el evento ocurra en la estación antes de que ocurra en el tren, solo significa que los dos observadores asignan diferentes valores a la coordenada de tiempo para el evento.
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WillO
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will graham