¿Es el tiempo nada más que la velocidad de la luz (o la luz misma)?

En cuanto a los efectos relativistas sobre el tiempo, todos los ejemplos y explicaciones giran en torno a la luz y su velocidad. Especialmente en situaciones explicativas que explican esto usando un reloj de fotones, parece que cuando el reloj se mueve cerca de la velocidad de la luz, el fotón tiene que tomar un largo camino para llegar al otro espejo.

Entonces, todas estas explicaciones me llevan a concluir o creer que el tiempo no es más que la velocidad de la luz (o la luz misma) y todos estos efectos relativistas especiales se basan en las suposiciones de que solo la luz (o su velocidad) son superiores en este universo

  • ¿Qué pasa si hay otra cosa (probablemente invisible por lo que nunca la encontramos) que viaja más rápido que la luz? ¿Tendríamos que cambiar todas nuestras leyes de la relatividad?

  • Volviendo al ejemplo del reloj de fotones, ¿quién decidió que solo los fotones que viajan entre dos espejos pueden usarse para definir un tic (me refiero a un segundo)? ¿Reemplazaríamos el fotón con alguna otra cosa si en el futuro se descubre que la cosa realmente se mueve más rápido que la luz?

Más preguntas: - ¿Es posible entender esto sin usar matemáticas?

  • Me parece que la constancia de C es el resultado de nuestras Matemáticas. Entonces, ¿las propiedades universales (como la velocidad de la luz nunca cambia) se deciden usando Matemáticas? ¿Qué pasa si una ecuación de Alien Math difiere de nuestra teoría?

Creo que no puedo entender una clave simple entre el tiempo y su relación entre la velocidad de la luz (y probablemente los cuerpos que aceleran con respecto a otros cuerpos).

  • Y en el problema de la paradoja de los gemelos, la persona que viaja cerca de la velocidad de la luz y regresa a la Tierra verá a su amigo envejecer más que él. Entonces, ¿cómo la velocidad/aceleración ralentizaría su proceso de envejecimiento?

Estaría muy agradecido si puede explicar esto sin usar matemáticas. Incluso Einstein debe comenzar con un proceso de pensamiento antes de usar Math para resolver/probar este problema.

La pregunta que he vinculado aborda nuestra comprensión actual del tiempo. Consulte también esta pregunta para obtener más información sobre lo que hace que la velocidad de la luz sea especial.
Esta es una pregunta abierta y profunda llamada el problema del tiempo en la relatividad general y la gravedad cuántica . Seguro que sin tener en cuenta la 2da ley de la termodinámica, no se resuelve como a algunos les gustaría presentar.

Respuestas (2)

La relatividad especial a menudo se presenta a los estudiantes usando relojes de luz porque esta es una forma razonablemente accesible de comprender que deben ocurrir fenómenos como la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud. Sin embargo, no debe engañarse pensando que usamos relojes de luz para definir la relatividad especial. El principio fundamental de la relatividad especial (y de hecho también de la relatividad general) es que la geometría del espacio-tiempo está definida por una métrica (en SR esta es la métrica de Minkowski ) que nos da un elemento de línea invariante:

(1) d s 2 = C 2 d t 2 + d X 2 + d y 2 + d z 2

Las respuestas a la pregunta reciente ¿ Cuál es la intuición detrás del factor de Lorentz de la Relatividad Especial? exploran este tema.

El hecho de que la velocidad de la luz sea una constante, y la velocidad máxima posible, se deriva del hecho de que C en la ecuación (1) anterior es una constante.

"El hecho de que la velocidad de la luz sea una constante, y la velocidad máxima posible, se deriva del hecho de que c en la ecuación (1) anterior es una constante". O más bien al revés. Las derivaciones de Einstein y Minkowski de la métrica comienzan con la suposición de la constancia de c. Lo ponen como c para marcos preparados y no preparados y luego pasan a construir la métrica.
@brightmagus: esto está al borde de lo filosófico, pero es un tema interesante. Mi opinión sería que Minkowski descubrió la métrica, y la constancia de la velocidad de la luz fue una pista que lo ayudó en su búsqueda. Sin embargo, la métrica es una propiedad geométrica fundamental del espacio-tiempo y la constancia de la velocidad de la luz es una consecuencia de esta geometría.
En mi opinión, esta es realmente una pregunta fundamental (es decir, cómo se obtuvieron la métrica y la constante). ¿Por qué? Porque tanto Minkowski como Einstein comenzaron con el viejo espacio 3D, que después de las manipulaciones se llamó 4D. Ambos derivaron la métrica del Teorema de Pitágoras y la suposición de C . No hay nada místico o filosófico al respecto. Consulte aquí: physics.stackexchange.com/a/112088/43402 .

El tiempo es lo que se mide con relojes. El comportamiento de los relojes cuando se mueven unos con respecto a otros es simplemente una colección de hechos experimentales. En ningún momento necesitamos luz para hacer esos experimentos, y no importa en absoluto si los relojes se mueven durante el día o la noche.

Entonces, ¿cuál es exactamente tu pregunta? ¿Será por eso que Einstein habló mucho sobre la luz en su famoso artículo "Ueber die Elektrodynamik bewegter Koerper"? Einstein dice claramente que en el prefacio del artículo mismo:

que la luz siempre se propaga en el espacio vacío con una velocidad definida c que es independiente del estado de movimiento del cuerpo emisor. Estos dos postulados son suficientes para lograr una teoría simple y consistente de la electrodinámica de los cuerpos en movimiento basada en la teoría de Maxwell para los cuerpos estacionarios".

El documento es básicamente una elaboración sobre cómo las medidas que estaban bien establecidas en la época de Einstein pueden entenderse en un marco modificado de dinámica. Utiliza señales de luz para "iluminar" al lector sobre el nuevo marco, en el que la velocidad de la luz es una constante, pero eso no es metodológicamente necesario y no se hace de esa manera en las formas modernas de enseñar la relatividad. Uno puede explotar completamente los postulados de Einstein, que a menudo son simplemente hechos físicos medidos, sin mencionar nunca la luz.

"El tiempo es lo que se mide con los relojes. El comportamiento de los relojes cuando se mueven unos con respecto a otros es simplemente una colección de hechos experimentales. En ningún momento necesitamos luz para hacer esos experimentos". muestran sin luz, lo que es especialmente importante si lo hacemos de la forma correcta, es decir, cuando todavía están en movimiento (lo que nos permite evitar la aceleración). Además, el mismo mecanismo de funcionamiento de estos relojes utiliza luz hasta donde yo sé.
@brightmagus: que yo sepa, nadie ha instalado iluminación dentro de los tubos del haz del acelerador, así que sí, de hecho, estamos midiendo los efectos en relojes rápidos en la oscuridad total. :-)
Entonces, ¿cómo se leyó el reloj en movimiento?
Mediante la detección de productos de descomposición de partículas en el sistema de descanso del acelerador. Eso generalmente se hace en la oscuridad con disparadores electrónicos que no necesitan luz.
"Sistema de descanso", dices. Comprendí que estábamos hablando de un reloj en movimiento.
¿Hay alguna otra cantidad de interés?
Hace una hora pensé que no había
Bien pensado, supongo.
Me estás haciendo sonrojar
Sí, deberías avergonzarte de ti mismo. :-)