Implicación de un tercer observador en la derivación de la dilatación del tiempo

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En el conocido experimento para derivar la dilatación del tiempo tenemos al observador A viajando con un reloj de luz. El reloj de luz envía un pulso de luz desde el techo de la nave espacial y lo hace rebotar en un espejo en el piso (un evento de tic). A observa el pulso de luz moviéndose a través del doble de la altura D de la nave espacial.

El observador B está afuera a la derecha de la nave espacial y está estacionario. B observa el pulso moviéndose a través de 2S, donde S es la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de D y L, donde L es la distancia que viaja la nave espacial mientras el pulso se mueve a través de D. A y B miden tiempos diferentes para el evento debido a dilatación del tiempo en los diferentes marcos de referencia.

El observador C está situado en línea y en reposo con B pero "encima" de la nave espacial. C y B sincronizaron sus relojes y acordaron un marco de referencia. C observa el pulso moviéndose a través de la distancia 2L y mide un tiempo diferente al de B. Sin embargo, B y C están en el mismo marco de referencia, ¿cómo pueden observar diferentes valores para la dilatación del tiempo del mismo evento?

Respuestas (4)

Si el observador C no observa la distancia que la luz se aleja de ella, entonces verá que el pulso de luz se mueve más lento por un factor de porque θ , dónde θ es el ángulo desde la horizontal que el observador B observa que el pulso de luz se mueve en su marco de referencia. Entonces, A y B observarán el pulso de luz para tomar la misma cantidad de tiempo.

Si objeta diciendo que el Observador C debe medir el pulso de luz para viajar a la velocidad de la luz, diría que está definiendo al Observador C para que ignore parte de la velocidad del pulso de luz: la parte paralela a la línea de visión del Observador C. Si el tren no se moviera, el observador B y el observador A verían el pulso de luz viajar una distancia de 2D. El observador C vería una distancia de viaje de cero y, por lo tanto, una velocidad de la luz de cero.

El observador C está situado en línea con B pero "encima" de la nave espacial. C y B sincronizaron sus relojes y acordaron un marco de referencia.

Esta declaración no es clara. Si está diciendo que C está en reposo con respecto a B, entonces también observará el mismo tiempo que hizo B. Si está diciendo que B está en reposo con respecto a A, entonces medirá el mismo tiempo que A. Si B está en reposo con respecto a A, entonces no es posible sincronizar los relojes de B con los relojes del cuadro A.

La situación que describe es exactamente la situación estándar considerada en el reloj de luz original en un tren.

Cuando lee observador en relatividad especial, generalmente es una forma abreviada de marco de referencia porque asumimos que el observador es lo suficientemente inteligente / hábil para tener en cuenta la velocidad finita de la luz y el hecho de que las cosas pueden viajar hacia / lejos de ellos. Debido a esto, sus observadores B y C no son diferentes (ya que concuerdan en marcos de referencia).

Esta definición de observador tiene sentido cuando te das cuenta de que la relatividad especial es una teoría geométrica en lugar de dinámica. Es decir, es mucho más natural pensar en una línea de mundo en 4 dimensiones y sin evolución que pensar en un espacio 3D con evolución/dinámica cuando hablamos de relatividad especial. No hay mucha información que pueda obtener al pensar exactamente en lo que vería una persona/observador, pero hay información cuando piensa en lo que una persona inteligente con los datos podría determinar que sucedió, y esto es lo que sucedió en un conjunto de coordenadas/marco de referencia particular.

¿Realmente el tiempo se dilata como explican y verifican los científicos de la física moderna?

Lamento decirlo, pero la "dilatación del tiempo" no es real según los relojes de luz que se muestran en la pregunta anterior.

Anexo: Hay mucho que decir, pero los tres lados del triángulo deben tomarse en tiempo dilatado, no solo uno, la hipotenusa del triángulo rectángulo en la derivación de la ecuación de dilatación del tiempo.

La distancia o la base del triángulo que se usa para derivar la dilatación del tiempo no es una distancia cubierta por el espejo inferior o superior en el tiempo dilatado.

Esta distancia real (S = vxt) en el espacio es medida en tiempo real t (no en tiempo dilatado) por el observador en reposo en un asteroide que supervisa el reloj de luz moviéndose a muy alta velocidad.

Es imposible construir un triángulo cerrado si todas las distancias (3 lados) se toman en tiempo dilatado.