¿Es posible viajar cerca de la velocidad de la luz y no notar la relatividad?

Supongamos que no tengo idea sobre la relatividad y encuentro una nave espacial antigua que me lleva a Próxima Centauri en solo 1 año más de lo que se necesita la luz para hacer el viaje (por lo que algún observador podría decir que tomó alrededor de 5 años).

Ahora, desde mi punto de vista, solo tomó 1 año (si hubiera sido a la velocidad de la luz, el viaje hubiera sido instantáneo). Mis nuevos amigos de Próxima Centauri también coinciden en que lo vieron tardar 1 año (la luz de la Tierra cuando me fui les llegó justo 1 año antes de que me vieran llegar). Ninguno de nosotros podía percibir que sucedía otra cosa que no fuera la mecánica newtoniana clásica.

Mientras tanto, otros en la Tierra que nunca entendieron la relatividad observarían que mi viaje tomó 9 años y las fotos que les envié a mi llegada muestran que solo envejecí 1 año. Se sorprenderían.

¿Es esto correcto? ¿Significa que para un ingenuo viajero espacial de la Tierra y observadores de ideas afines en el destino, la relatividad no parecería establecer ningún límite de velocidad?

El efecto Doppler lo delataría, de una forma u otra. No es lo mismo en la mecánica newtoniana que en la relatividad. La relatividad es ineludible, y aunque puedes optar por cerrar los ojos, taparte los oídos con las manos y cantar "Lalalalalala... no puedo oírte", no cambia el hecho de que un observador que tiene su los ojos abiertos encontrarían claras diferencias.
Para aclarar, cuando dices que los nuevos amigos "lo vieron pasar 1 año" te refieres al tiempo en su marco desde que llegó la luz de tu partida. Tenemos que tener cuidado aquí porque normalmente cuando hablamos de la sincronización de eventos en un marco, usamos el tiempo tal como lo contamos a lo largo de la coordenada de tiempo del marco, no el tiempo cuando la luz llega a algún punto. Entonces, asumiendo que la Tierra y PC no tienen movimiento relativo, calcularían que su viaje tomó 4.6 años, usando las matemáticas de Schwern.
Solo como comentario: realmente debes tener cuidado con lo que quieres decir con "ver". ¿"Ver" significa escribir un evento en el espacio-tiempo, en cualquier ecuación física con la que estés trabajando? ¿O "ver" significa tener una pequeña cámara con una superficie fotosensible en su interior? Las declaraciones comunes serían, "el viaje duró cinco años en los sistemas de coordenadas de la Tierra y Proxima Centauri", "una cámara de video en la Tierra mirando el lanzamiento y aterrizaje de la nave espacial daría un video de nueve años", y "una cámara de video en Proxima Centauri del lanzamiento y aterrizaje daría un video de 1 año". [continuación]
(La respuesta de Schwern tiene números más precisos, por supuesto, ¡solo estoy aparcando!) Los efectos de video están directamente relacionados con el desplazamiento al rojo / desplazamiento al azul, mientras que los efectos del sistema de coordenadas son consecuencias de las transformaciones de Lorentz y la dilatación del tiempo. Mi palabra de advertencia es que es realmente en lo último en lo que desea enfocarse para comprender la relatividad especial.

Respuestas (3)

La parte en la que dice que el viajero no vería ningún límite de velocidad establecido es correcta. Siempre podían ir más rápido y llegar allí en menos tiempo en su marco de referencia.

Un observador que ve al viajero moverse nunca lo vería moverse a la velocidad de la luz o más rápido que ella.

¿No es cierto que un observador en el destino que no conoce la luz tiene un límite de velocidad, estaría de acuerdo con el viajero sobre el tiempo de viaje? Si ambos inician un cronómetro cuando observan la partida del barco, los cronómetros muestran la misma duración cuando ambos observan su llegada (suponiendo que viaja en línea recta).

Ahora, desde mi punto de vista, solo tomó 1 año (si hubiera sido a la velocidad de la luz, el viaje hubiera sido instantáneo). Mis nuevos amigos de Próxima Centauri también coinciden en que lo vieron tardar 1 año (la luz de la Tierra cuando me fui les llegó justo 1 año antes de que me vieran llegar).

No, te verían tardar 0,1 años.

Para que el viaje de ~4,5 años parezca a los habitantes de la nave espacial tomar 1 año, la dilatación del tiempo tiene que ser 4,5. Eso sucede a 0.975c . Esto significa que su nave espacial llegaría alrededor de 0,1 años detrás de la luz de su despegue de la Tierra. La gente de Proxima vería despegar su nave, aparentemente acercándose más rápido que la velocidad de la luz a medida que disminuye la distancia entre su nave y ellos, y luego aterrizaría 0,1 años después.

Los habitantes de la nave espacial pensarían que tardaron un año, los habitantes de Próxima dirían que te vieron despegar hace 0,1 años y sabrías que algo andaba mal. Además, la gente de Próxima vería algunos efectos ópticos locos, como que tu nave parecería alargada y un poco distorsionada (distorsionada porque no viaja directamente a Próxima, sino a donde estará en 4,5 años) a través de una combinación de transformaciones de Lorenz y efectos ópticos. efectos

Si las personas en el barco observan a Próxima en su aproximación, verán efectos similares, para el observador en el barco están estacionarios y ¡Próxima se acerca a ellos a 0.975c! Todo en Proxima parecerá estar dilatado en el tiempo y aparecerá alargado y distorsionado. A medida que el barco se acerque y disminuya la velocidad, estos efectos disminuirán.

Aquí hay un gran sitio que visualiza los efectos ópticos al observar objetos que se mueven cerca de la velocidad de la luz .

Los objetos que viajan relativistamente no parecen "más cortos", parecen girados, si viajan en un ángulo relativo al observador.
@CuriousOne La nave se dirigiría casi directamente a Proxima Centauri, aunque un poco desviada porque apunta a donde estará Proxima. Creo que me equivoqué de todos modos, debería aparecer alargado.
Su enlace "alargado" se refiere a esferas que se están expandiendo, sin embargo, ese no es el caso de la nave espacial. En el libro de Penrose de 2004, dice que no se puede "ver" la transformación de Lorentz: aunque pensaría que la nave espacial es alargada, la diferencia en el tiempo entre la emisión de luz que llega a su ojo al mismo tiempo "cancela" este efecto y todavía ves una esfera. Pero la esfera giraría.

Fácil de cometer errores simples en la dilatación del tiempo. MM Tiene razón (en el tiempo, la rotación es irrelevante).

El factor de dilatación es 4,5, lo que significa que tanto tus amigos en la Tierra como tus nuevos amigos en Próxima te vieron tardar unos 4,6 años, mientras que tú sentiste o envejeciste solo 1 año. Próxima y la gente de la tierra están en el mismo marco de coordenadas (con su x=0 compensado por 4.5 ly, pero pueden hacer esa transformación galileana clásica). Están en reposo el uno con el otro. Miden el tiempo de la misma manera. La gente de Próxima sabría cuando vieron tu luz despegar de la Tierra 0,1 años antes de que llegaras, que la luz tardó 4,5 años y tú tardaste 4,6 años. Dicen 4,6, dices 1, sabes que hay un efecto de relatividad.