¿Existe un sistema de unidades que reemplace el tiempo con la luz-distancia?

Me gustaría comenzar diciendo que mi motivación para preguntar es que encuentro que la relatividad es muy difícil de manejar usando el sistema SI. Me sorprende que el problema con este sistema es el hecho de que estaba basado en un sistema anterior que suponía que el tiempo se movía a una velocidad constante en todas las circunstancias. Dado que ahora sabemos que esto no es cierto, ¿existe o debería haber un sistema mejor? Uno que se basa en la velocidad constante de la luz, no en una tasa de tiempo constante.

Por ejemplo, si MKS se convirtió en MKL donde 1L = 1 Luz-Gigametro (el tiempo que tarda la luz en viajar 1 Gigametro - no en segundos ) entonces en el mundo de los objetos de movimiento lento tendríamos 1s aproximadamente igual a 1L/3 y todo sería estar bien.

Según mis cálculos (y probable ingenuidad), también debería resistir en el mundo de los objetos que se mueven rápidamente, donde el tiempo comienza a comportarse mal pero L permanece constante.

¿Existe ya tal sistema?

ACTUALIZAR -

Lo que estoy buscando definitivamente no es una versión a escala de nuestras unidades base existentes. Estoy buscando un sistema de unidades que se deshaga del tiempo por completo y comience desde cero con la distancia de la luz en su lugar. Un cambio fundamental que afecta a todas las unidades que tienen un componente de tiempo.

Me pidieron que mirara las Unidades de Planck y, en particular, el Tiempo de Planck. A primera vista, esto parecía ser lo que estaba buscando, es decir, se basa en la distancia de la luz. Desafortunadamente, parece que esto se acaba de equiparar a un número fijo de segundos. El problema es que tan pronto como lo conviertes en una versión a escala del tiempo, pierdes su verdadero significado y ya no es la verdadera distancia de la luz. No puede ser, porque la luz viaja a un ritmo constante y el tiempo no.

Actualización 2

Desde un punto de vista práctico, como observador estacionario en la Tierra, durante el mismo período de tiempo basado en nuestro reloj, podría estar mirando una luz que rebota en un espejo estacionario distante y medir una distancia de luz (2d) o podría estar observando el mismo escenario en un vehículo que pasa rápidamente y mide una distancia de luz diferente (una forma de V de altura d). Entonces, en efecto, la distancia de la luz medida por mí (L) reflejaría la cantidad de tiempo terrestre que se experimenta en la fuente de la luz. Entonces L (a diferencia de t) dependería de lo que se estaba observando, como debería ser. ¿O debería ser que en un sistema donde la luz-distancia está reemplazando al tiempo deberíamos decir que en ambos casos la luz se movió en 2d?

No entiendo esa pregunta. ¿Qué quiere decir con "también debería contener" y qué son "mundos de objetos que se mueven lento y rápido"?
@MJSteil: quiero decir que debe permanecer consistente. Y cuando me refiero a mundos de objetos de movimiento lento y rápido, me refiero a aquellas situaciones para las que la velocidad más alta considerada es despreciable frente a la velocidad de la luz y aquellas para las que es significativa.
Un sistema de unidades no tiene absolutamente nada que ver con las velocidades. Sin embargo, si desea medir tiempos en distancias, necesitaría geometrizar su sistema con, por ejemplo C = 1 .
Por luz-gigametro me refiero al tiempo que tarda la luz en viajar 1 GM, por lo que es un equivalente aproximado del tiempo.
Bueno, en ese caso no tienes un equivalente aproximado de tiempo: tu L tiene la dimensión de un tiempo. ¿Por qué ese sistema de unidades no debe mantenerse a ninguna velocidad? Quiero decir que básicamente acabas de redefinir el segundo (que no funcionará en la realidad ya que el medidor está fijo con C y un tiempo abitrario).
He redefinido la unidad de tiempo para que solo se vincule con el segundo a velocidades de tipo humano. Luego comienza a ir a la deriva a medida que las cosas se acercan a la velocidad de la luz, de acuerdo con lo que hace el tiempo.
@AlanGee Si aún no lo ha hecho, le recomiendo leer los artículos originales de Einstein sobre el tema. Fue extremadamente cuidadoso al definir exactamente lo que significa físicamente una medida de tiempo. Es de esperar que vea que cualquier definición razonable de tiempo (incluido el tiempo que tarda la luz en viajar una cierta distancia, que es una de las formas sugeridas por Einstein) conduce inevitablemente a la dilatación del tiempo. Así que me temo que un estándar basado en la luz no evitará que el tiempo se "comporte mal".
El tiempo sólo puede dilatarse si existe. Si estás trabajando en un sistema de unidades fundamentales que no incluye el tiempo, entonces no hay tiempo que dilatar.

Respuestas (3)

Basado en la discusión que tuve con @Alan Gee en los comentarios sobre la pregunta y luego en una discusión, daré mi respuesta a esa pregunta.

Un sistema de unidades define las unidades de medida como la magnitud definida de una cantidad. Un sistema de unidades no hace ninguna declaración sobre la constancia del tiempo o el espacio ni nada realmente. Define una referencia contra uno puede medir cantidades nada más y nada menos. No tiene nada que ver con la física y no hace declaraciones al respecto.

Las leyes de la relatividad especial (SRT) no tienen nada que ver con ninguna unidad. Podemos calcular con unidades SI, con unidades naturales con unidades de Planck: con cada sistema de unidades queramos y siempre obtendremos el mismo resultado. Los factores constantes en nuestras fórmulas pueden cambiar y volverse más fáciles o más difíciles, pero la física que codifican esas fórmulas no depende de un sistema de unidades.

Hay y nunca habrá un sistema de unidades que pueda resolver el "problema" de que SRT tiene algunos puntos poco intuitivos y matemáticamente complicados. Tal vez algún día haya una teoría de la relatividad más elegante, pero esta teoría se basará en una descripción matemática diferente de la física y no en las unidades en las que calculamos.

A la segunda parte de su pregunta: Las unidades SI fijaron una unidad con la velocidad de la luz: el metro se define como la distancia que recorre la luz en 1/299792458 segundos. Así que el metro está fijado por la velocidad de la luz. No puedes usar la velocidad de la luz para arreglar otra unidad. De todos modos, no hace ninguna diferencia para SRT cómo arreglas tus unidades. Incluso el antiguo sistema SI totalmente arbitrario (con Prototype Meter) no tuvo ningún problema con SRT y SRT no tuvo ningún problema con SI.

De ninguna manera estoy sugiriendo que las leyes de la relatividad se vean afectadas por las unidades SI, solo que una de las unidades que estamos usando como base para la mayoría de las demás es inestable. También tengo claro que tenemos formas de lidiar con SRT, pero creo que esas formas dan como resultado ecuaciones que parecen torpes para algunas relaciones bastante fundamentales.
Eché un vistazo a las Unidades de Planck, y lo que veo es que Planck Time es solo una versión escalada del segundo. Ahí está la sutil diferencia. Lo siento si eso no tiene sentido para ti, pero creo que para mí sí.

Dos puntos: primero dices "Me parece que el problema con este sistema es el hecho de que estaba basado en un sistema anterior que suponía que el tiempo se movía a una velocidad constante en todas las circunstancias". Las distancias tampoco son absolutas en SR. Segundo: creo que esto depende de ti, por ejemplo, cuando viajas de A a B, lo convencional es usar la distancia entre ellos como X km. Sin embargo, a menudo es más significativo decir que el viaje dura Y horas (donde la velocidad se toma como la máxima permitida por el límite de la carretera utilizada). un ejemplo más basado en la física sería: Alpha Centauri a menudo se cita a 4,37 años luz de distancia, por lo que podría argumentar que "Alpha Centauri está a 4,37 años de distancia" con el entendimiento de que la velocidad "máxima permitida" es la velocidad de la luz .

Por ejemplo, considere la transformación de Lorentz (solo 2D):

t ′ = γ ( t − v X C 2 ) , X ′ = γ ( X − v t )
Si lo desea puede escribir en el formulario (con β = v C )
C t ′ = γ ( C t − β X ) , X ′ = γ ( X − β C t )
o como
t ′ = γ ( t − β X C ) , X ′ C = γ ( X C − β t )
En la primera forma, las unidades en ambos lados de las ecuaciones están en metro , mientras que en la segunda forma las unidades de ambos lados están en s .

Además, en la relatividad especial es posible tener (para partículas de masa distinta de cero) eventos similares al espacio o eventos similares al tiempo.

¿Son las distancias que no son absolutas en SR o las distancias que medimos usando nuestro sistema de unidades basado en el tiempo?
No creo que se pueda hablar de espacio y tiempo como cantidades independientes. Tomado de wiki: "El tiempo y el espacio no se pueden definir por separado. Más bien, el espacio y el tiempo están entretejidos en un solo continuo conocido como espacio-tiempo".
Creo que encontrará que la mayor parte de lo que hay en Wikipedia se basa en nuestra definición actual de tiempo. El concepto de espacio-tiempo no existiría si no supiéramos nada de las entidades que se mueven rápidamente y, del mismo modo, no habría necesidad de abandonar nuestro uso del tiempo como unidad base.
He añadido algunos comentarios más que espero les sean de utilidad.
Trataré de entender su significado aquí, pero como punto de corrección, los eventos en sí mismos no pueden ser como el tiempo o el espacio (o como la luz), es su separación la que es uno de esos.
Verá, el problema que tengo es que 'espacio-tiempo' contiene la palabra 'tiempo' y, como tal, toda esta teoría del espacio-tiempo solo puede ser aplicable a un sistema de unidades que incluye el tiempo (como lo usamos actualmente).
¿Pero también contiene la palabra "espacio" (es decir, distancia)?
Haré que este sea mi último comentario, pero pase al chat si lo desea. Lo que no tengo claro es si la dilatación del espacio es real o una consecuencia de nuestra definición del tiempo.

Intentaré responder mi propia pregunta, otorgar algunos puntos a la mejor respuesta y cerrar esto.

Parece que la respuesta es No, no existe tal sistema de unidades.

¿Debería haber?

Bueno, mi propia versión del ejemplo clásico de SR ha demostrado que, aunque puede hacer que los cálculos de SR sean más ordenados y lidiar con la dilatación del tiempo (al eliminar el tiempo), trabajar con la distancia de la luz en lugar del tiempo no niega los efectos de la contracción del espacio ( un punto que creo que Jim estaba tratando de enfatizar) y todavía nos deja con una situación en la que la distancia de la luz depende de los marcos de referencia. Entonces, en general, probablemente no valga la pena el esfuerzo.

Lo siento, @jim, quise aceptar tu respuesta y otorgarte los puntos, pero accidentalmente se los di a MJSteil. Bueno, así es la vida...
¡No es un problema! Me hizo reír.
¿Existe un sistema de unidades que reemplace el tiempo con la luz-distancia?
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