Fórmula de dilatación del tiempo vs Transformación de Lorentz con señal de luz

Estoy confundido acerca de cuándo usar correctamente la fórmula de dilatación del tiempo Δ τ = Δ t γ o la transformación de Lorentz C Δ t = γ ( C Δ t β Δ X ) , especialmente cuando se trata de definir eventos para este problema.

Una nave espacial sale de la Tierra a 0.99c. Si está a 3*10^11 m de distancia cuando la Tierra le envía una señal de luz, ¿cuánto tardará la señal en llegar a la nave a) para un observador en la Tierra y b) para un pasajero en la nave?

Para a) no se necesita relatividad especial y obtienes 100 000 segundos para la perspectiva de la Tierra.

Para b) intenté hacerlo de dos maneras:

  1. De acuerdo con la fórmula de dilatación del tiempo, 100 000 segundos para la Tierra son 14 106 segundos para la nave (usando γ = 7.088 )

  2. Definición de coordenadas para cada evento y uso de la transformación. Dejo que S sea el marco de la Tierra y que S' sea el marco del barco, donde el tiempo comienza cuando el barco deja la tierra. El evento 1 es cuando la Tierra envía la señal después de que la nave está lejos de la Tierra ( t 1 , X 1 ) = (1010, 0). El evento 2 es cuando la señal llega al barco ( t 2 , X 2 ) = ( 101010 , 3 10 13 ). Sin embargo, si usa la transformación, obtiene una Δ t = 7090 .

Intenté usar un diagrama de Minkowski, y la diferencia parece reducirse a si coloca el evento 1 en el eje de la Tierra (x = 0) o en el eje del barco (x = 3 * 10 ^ 11). Sin embargo, ambas líneas de razonamiento me parecen válidas.diagrama de Minkowski

¿Que me estoy perdiendo aqui? ¿Cuál es realmente correcto? ¡Muchas gracias a cualquiera que pueda ayudar!

Respuestas (1)

Depende como lo hayas definido γ . Es usual

(1) γ = 1 1 v 2 / C 2
De modo que γ 1 .

En ese caso

(2) Δ t A = γ Δ t B .
B es el que viaja cerca de la velocidad de la luz, por lo que su reloj se ralentiza según los observadores externos. Sabemos cuántos segundos le toma a A, entonces

(3) Δ t b = Δ t A γ
Que debería ser menor que A. Es mucho más fácil de usar γ que la transformación de Lorentz, ya que la pregunta es específicamente sobre el tiempo entre eventos, y la transformación de Lorentz involucra escalas de longitud, no tiempo.

Gracias eso tiene sentido. Sin embargo, ¿no debería haber una manera de usar las transformaciones de Lorentz/diagrama de minkowski para obtener la misma respuesta? ¿Definí mal mis eventos?
Esta es una pregunta de tarea y debe eliminarse. Según @David.Z
@Eli Siento que han hecho todo el trabajo para ambos conceptos. No es que estén pidiendo la respuesta directamente. Están luchando sobre el concepto de cuál es el método correcto. Ya han hecho el trabajo para ambos. Yo diría que era una pregunta perfectamente aceptable.