¿Cuál es el tiempo aparente de un reloj que se mueve en el sentido de x a 0,5c para un observador que se mueve en el sentido de x a 0,5c?

Nuevo en relatividad especial, estoy tratando de entender y calcular un ejemplo de la paradoja de la dilatación simétrica del tiempo explicada en http://en.wikipedia.org/wiki/Minkowski_diagram , que "Un segundo observador, habiéndose movido junto con el reloj desde O a B, argumentará que el otro reloj ha llegado solo a C hasta este momento y, por lo tanto, este reloj funciona más lento". Intenté verificar si esto ya se respondió, pero no pude encontrar el mismo problema. Lo siento si me lo perdí...

Si dos observadores se mueven en direcciones opuestas a la misma velocidad (digamos 0.5c) desde un observador en reposo, ¿cómo parecerá el tictac del reloj del sistema simétrico para el observador opuesto?

Todos los observadores comienzan en t0=0, x=0. Aplico c=1 En tiempos resp t1=0,5 y t2=1, las posiciones de los dos obs móviles son + y - 0,25 y 0,5 en el marco de reposo de la ref. Cuando calculo su posición y tiempo en sus propios marcos, lógicamente obtengo: x'=0 en todo momento (observadores en reposo en su propia referencia), t'1=0,433 ; t'2=0,86. Sus relojes corren más lento que el reloj en reposo. Todo bien (creo).

Así que ahora procedo a calcular la velocidad relativa de uno de los observadores en movimiento con respecto al otro. Obtengo 0,8c, lo que parece ser correcto.

Posteriormente, aplico la transformada de Lorentz una vez más para calcular las x''s y t''s del observador que se mueve a 0,8c en el marco de ref de su compañero, usando [x'1,t'1], y [ x'2,t'2]. obtengo x''1 = 0,577; t''1 = 0,72 x''2 = 1,154; t''2 = 1,44

Siendo nuevo en relatividad, hubiera esperado que el reloj del observador alejándose a 0.8c fuera más lento, pero no parece funcionar de esa manera...

Además, revisé las invariantes de Minkowsky y son invariantes, así que supongo que mis cálculos podrían ser correctos, pero que mi cerebro no interpreta el resultado correctamente.

¿Dónde está mi error? ¿En la forma en que aplico la transformada de Lorentz o en mi interpretación del resultado?

Respuestas (2)

Usar la fórmula de adición de velocidad

v   =   v   +   tu 1   +   tu v C 2 .
que es para tu   =   v   =   .5 C da v   =   .8 C .

Puedes derivar esto para

d X   =   γ ( d X   +   tu d t ) ,   d t   =   γ ( d t   +   ( tu / C 2 ) d X ) ,
y calcular v   =   d X / d t
d X d t   =   d X   +   tu d t d t   +   ( tu / C 2 ) d X
=   d X / d t   +   v 1   +   ( tu / C 2 ) d X / d t .
obtienes el resultado para v   =   d X / d t .

Tus cálculos son correctos. Ahora piensa en lo que significan.

Supongamos que hay hitos ubicados (según el observador terrestre) a intervalos de media milla, comenzando en el origen.

mi es el evento "El viajero A llega al primer hito a la derecha del origen".

F es el evento "El viajero B llega al primer hito a la izquierda del origen".

De acuerdo con el observador terrestre, ambos eventos tienen lugar en el momento .5 .

Según el viajero A, evento mi tiene lugar en el momento .433 . Según el viajero A, el evento F tiene lugar en el momento .722 .

Por los mismos cálculos, según el viajero B, evento F tiene lugar en el momento .433 --- que es lo que dice su reloj cuando pasa ese hito.

Ahora, ¿cómo viaja el viajero? A describir evento F ? Él dice "Evento F tiene lugar en el momento .722 . En ese evento, el reloj del viajero B lee solo .433 . ! ¡Su reloj parece estar funcionando a aproximadamente 6/10 de la velocidad normal!

Estimado Will O. Gracias a ti me di cuenta de mi error. De acuerdo con lo que pensé, ¡0,722 debería haber sido el evento F en el reloj de B ya que había aplicado LT a los datos de A sobre B! Y eso no puede ser, ya que en el marco de referencia de A, B está viajando y A está descansando... así que t1'' debería ser <t1'=.433. Mi error: usé xB' incorrecto. Dado que la velocidad relativa de B en el marco de A es -.8, xB1'=-0.8*.443=-.346 . Al aplicar LT a [t1';xB1']=[.433; .346], [t1'';xB1'']=[.260; 0], lo que parece correcto ahora, ya que B está en reposo en su propia referencia, y su reloj parece más lento para A. ¡Me ayudaste mucho a profundizar más!
Me alegra que esto haya sido útil y que la pregunta no se haya cerrado (como cuatro personas parecen pensar que debería haber sido). Hay muchas preguntas sobre la relatividad elemental de personas que no han hecho ningún esfuerzo serio y, a veces, la gente llega a la conclusión de que todas las preguntas sobre la RS están en esa categoría. Obviamente, había pensado mucho y estaba confundido en un punto muy específico que probablemente se haya abordado en otro lugar, pero no veo cómo podría haber buscado con éxito la pregunta que lo aborda.