¿Dilatación del tiempo solo en la fuerza electromagnética?

Hemos visto experimentalmente que la velocidad de la luz c parece ser constante para cada observador (lo que lleva a todas las consecuencias conocidas de la relatividad).

Me pregunto si esta apariencia de constancia de c podría deberse a la forma en que el observador la mide: todos los observadores están obligados a comparar c con otra cosa que también se basa en c . Un reloj basado en un fotón que rebota entre dos espejos (y tomando el tiempo que tarda en rebotar), por ejemplo, usa esa velocidad del fotón para medir todo. Un reloj como un reloj basado en resortes usa fuerzas de tensión enterradas en el material del resorte (las fuerzas electromagnéticas se basan en c ). Osciladores de cristal de cuarzo, relojes de arena (relojes de arena), relojes de agua, todos facilitan algún mecanismo como la fricción o la piezoelectricidad que fundamentalmente son electromagnetismo.

Sin embargo, se dice que el tiempo parece ir más lento, no solo todos los relojes que podemos construir .

Mis preguntas ahora son:

¿Hay algún razonamiento (que simplemente no encontré en mi investigación) por el cual se supone que el tiempo en su conjunto está influenciado por la relatividad, no solo todos los eventos basados ​​​​en las fuerzas basadas en c ? ¿Tal vez incluso hay una palabra o un término para buscar en Google para encontrar más sobre esto?

Tengo entendido que los físicos lograron unir tres de las cuatro fuerzas básicas, envolviendo el electromagnetismo con la fuerza fuerte y la débil. Entonces supongo que estas dos fuerzas adicionales también se basan en c . ¿Existe tal conexión de c con la fuerza restante, la gravitación?

Podría entender que si todas las fuerzas existentes dependen de c , entonces no hay una diferencia real entre decir "todos los relojes que podemos construir van más lentos" y "el tiempo en sí mismo va más lento".

"Se dice que el tiempo parece ir más lento, no solo todos los relojes que podemos construir". Como dijo Feynman (y creo que estaba citando a alguien) "una conspiración completa es una ley de la naturaleza". Para trazar una distinción significativa entre el tiempo mismo yendo más lento y los relojes yendo más lento, tendría que haber algún proceso en la naturaleza que permitiera hacer un reloj que se dilate de manera diferente a todo lo demás. Hasta el momento, a pesar de mucho buscar, no se ha encontrado nada de ese tipo. Todas las leyes de fuerza conocidas predicen exactamente la misma dilatación del tiempo que la electricidad y el magnetismo.
Puedes construir "relojes" alrededor de la desintegración radiactiva. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/relativ/muon.html Sin embargo , supongo que eso no cambia la pregunta, ya que las fuerzas nucleares se pueden unificar con las electromagnéticas.
Entonces, ¿supongo que también se han encontrado aspectos que indican que también la velocidad de la gravitación depende de c ? La cita de Feynman es una buena manera de expresar el pensamiento. ¿Existen formas matemáticas o computacionales de manejar las cosas que usan esta vista diferente? ¿O es la diferencia demasiado académica para ser pragmática?
@Nicolas, sí, recibimos radiación en la superficie de la tierra que está compuesta de partículas que no deberían haber sobrevivido a su viaje debido a que tienen una vida muy corta (cuando están estacionarias). La explicación de esto es que experimentan la dilatación del tiempo, así que supongo que eso cuenta como un "reloj" basado en partículas en descomposición (aunque no estoy seguro de si la fuerza fuerte o débil es su incentivo). Queda la pregunta sobre la gravitación; ¿Tenemos relojes basados ​​únicamente en eso? (Es decir, sin usar las otras fuerzas como lo hacen los relojes de péndulo).
@Alfe, obviamente, las órbitas de los planetas se parecen a esos relojes, pero estoy demasiado incómodo con la relatividad general para publicar algo definitivo.
Correcto, Nicolás. Estúpido yo. Podría haberlos pensado yo mismo.
@Nicolas: Solo la fuerza débil se ha unificado con el electromagnetismo. Si elige un núcleo que se desintegra alfa, entonces su reloj radiactivo se basa únicamente en la fuerza nuclear fuerte.
Que buena pregunta.
"¿ O es la diferencia demasiado académica para ser pragmática? " Hasta ahora es una diferencia filosófica, y los físicos aún no han encontrado una manera de diferenciarlas. La física se basa en lo que podemos sentir. Además, usted pregunta sobre las ondas de gravedad y C : aún no hemos detectado estas ondas directamente, pero los cálculos asumiendo que corren a C dan un excelente acuerdo con el "spin down" presenciado del Hulse-Taylor Binary Pulsar . Entonces, hay una gran cantidad de teoría probada que indirectamente se basa en que los dos conceptos son iguales, no solo en las velocidades de reloj.

Respuestas (2)

Hay una clase general de experimentos llamados experimentos de comparación de relojes. Dos de los primeros con alta precisión fueron Hughes 1960 y Drever 1961; se conocen colectivamente como "el experimento Hughes-Drever", que se describe aquí . La idea es tomar dos relojes que funcionan con diferentes principios físicos, dejarlos uno al lado del otro y ver si miden el tiempo de manera diferente. Hughes-Drever en realidad no tenía exactamente esta forma, pero puede interpretarse indirectamente como si tuviera esta forma. Mattingly 2005 tiene una encuesta de tales experimentos en la sección 5.2. Si algún experimento de este tipo diera un resultado no nulo, nos diría que hubo un problema con nuestra interpretación tradicional de la relatividad, exactamente como se sugiere en la pregunta.

Referencias

Drever, RWP (1961). "Una búsqueda de anisotropía de masa inercial utilizando una técnica de precesión libre". Revista filosófica 6 (65): 683–687.

Hughes, Volkswagen; Robinson, HG; Beltrán-López, V. (1960). "Límite superior para la anisotropía de la masa inercial de experimentos de resonancia nuclear". Cartas de revisión física 4 (7): 342–344.

Mattingly, 2005 "Pruebas modernas de la invariancia de Lorentz", Living Rev. Relativity 8, (2005), 5, http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2005-5/fulltext.html

Me pregunto si esta apariencia de constancia de c podría deberse a la forma en que el observador la mide.

Sí, por supuesto que lo es.

Ahora, la velocidad bidireccional de la luz se mide con un reloj, pero la medición de la velocidad unidireccional de la luz requiere dos relojes espacialmente separados que deben sincronizarse de acuerdo con alguna convención .

Para la sincronización de Einstein , los relojes espacialmente separados se sincronizan con pulsos de luz y, por lo tanto, se garantiza que la velocidad de la luz medida en un sentido es c .

Su pregunta es bastante perspicaz y llega al corazón del hecho de que, en SR, el tiempo es una coordenada y, por lo tanto, en cierto sentido, arbitrario.

Por otra parte, existe en RS un tiempo propio invariante que no es arbitrario.