¿Muestra el diagrama de Minkowski que el tiempo pasa más rápido en el marco de referencia "en movimiento"?

Tengo una pregunta sobre el diagrama que aparece en:

http://www1.phys.vt.edu/~takeuchi/relativity/notes/section12.html

El diagrama pretende mostrar que el observador en cada marco de referencia observará que el reloj en el otro marco de referencia está atrasado (porque está comparando la lectura de su reloj con la lectura del otro reloj en el pasado).

Sin embargo, la primera observación diagramada (es decir, la del personaje "estacionario" de la izquierda que dice, en el tiempo T, "Tu reloj está atrasado en comparación con el mío") parece mostrar lo contrario, ya que ha transcurrido más tiempo. en el marco de referencia "móvil" (es decir, entre 0 y T', que forma la hipotenusa del triángulo rectángulo) que en el marco de referencia "estacionario" (es decir, entre 0 y T, que forma un lado del mismo triángulo). Por lo tanto, dado que MÁS tiempo, no menos, ha pasado en el marco de referencia "móvil", parecería que el tiempo corre MÁS RÁPIDO, no más lento, en el mismo.

¿Me estoy perdiendo de algo? ¿Entonces qué?

Donde tiene las líneas en forma de "Z" entre las dos, la línea inferior implica una observación de derecha a izquierda, la línea media implica una observación de izquierda a derecha y la línea superior implica una observación de derecha a izquierda. -se fue de nuevo. Se puede ver que el reloj del viajero siempre está atrasado, pero la observación que el viajero hace del reloj estacionario (la parte media, diagonal de la "Z") aparentemente está atrasada, pero solo porque está viendo en un lugar fuera de lugar. lectura de fechas. Habiendo dicho eso, no veo cómo estas afirmaciones sobre el tiempo se mantienen consistentes si hay otro viajero involucrado.
Steve, gracias. Sin embargo, leí el diagrama de manera diferente. Tengo entendido que, en las líneas en forma de "Z", la línea inferior implica una observación de izquierda a derecha (es decir, una observación del marco de referencia móvil desde el marco de referencia estacionario), la línea media implica una observación de derecha a izquierda (es decir, una observación del marco de referencia estacionario desde el marco de referencia en movimiento), y la línea superior implica una observación de izquierda a derecha (es decir, una segunda observación del marco de referencia en movimiento). referencia del marco de referencia estacionario). -Burch
tal vez debería reformular mi vocabulario: en la línea inferior, la observación la hace la persona de la izquierda, del reloj de la derecha. La radiación, sin embargo, se mueve de derecha a izquierda, del reloj al observador. Si comprende la distinción entre el momento en que se irradia la información visual y el momento en que se recibe (en un momento posterior), así es como el diagrama une las cosas. Un viaje de ida y vuelta a lo largo de cualquiera de los dos tramos de la Z siempre deja a cada uno insistiendo en que el otro está detrás, porque implícitamente sus relojes locales avanzan antes de que llegue la noticia del estado del otro reloj.

Respuestas (3)

Como han señalado otros, la geometría del diagrama del espacio-tiempo no es euclidiana sino minkowskiana. (El diagrama de posición versus tiempo de PHY 101 tampoco es euclidiano... la hipotenusa análoga tiene una "longitud" igual a la del cateto temporal).

Aquí hay algunas maneras diferentes de visualizar esto. El ejemplo de Takeuchi usa v=(1/2)c. A continuación usaré v=(3/5)c.

  • Usando papel cuadriculado de dos observadores , donde los ejes del observador "en movimiento" se obtienen mediante una Transformación de Lorentz de los ejes del observador en casa. (No estoy seguro de qué tan bien la diapositiva anterior de Takeuchi motiva la diapositiva que vinculaste).
    Diagrama de dos observadores
  • Usando papel cuadriculado hiperbólico , análogo al papel de coordenadas polares.
    En los puntos de intersección entre la línea de universo del observador en movimiento y la familia de hipérbolas, las tangentes determinan los ejes del observador en movimiento en el papel cuadriculado de dos observadores.
    papel hipérbola
  • Usando el método de cálculo k de Bondi : el efecto Doppler con el principio de relatividad. El tiempo transcurrido entre las emisiones de señales luminosas es proporcional al tiempo transcurrido entre las recepciones.
    Cuando el observador local es el emisor, la constante de proporcionalidad es k h o metro mi .
    Cuando el observador en movimiento es el emisor, la constante de proporcionalidad es k metro o v .
    Pero el principio de la relatividad requiere que estos factores sean iguales... así que llámalos a ambos k .
    De mi ejemplo, si el período de emisión es T = 2 , el período recibido es k T (dónde k aún no se conoce ni se mide).
    Cuando Home recibe la señal reflejada, ese período debe ser k ( k T ) cuyo hogar mide [para el caso de v=(3/5)c] como 8.
    Así k 2 = 4 o k = 2 , por lo que el tiempo transcurrido a lo largo del segmento del observador en movimiento es k T = 4 . (En general,metodo bondi
    k = 1 + ( v / C ) 1 ( v / C ) . Con v = ( 1 / 2 ) C , tenemos k = 3 .)
    Método Bondi 1/2
  • Usando mi nueva visualización que involucra papel cuadriculado rotado , lo que hace que sea más fácil visualizar los tics de un reloj de luz, tal como lo trazan las señales de luz en el reloj de luz (donde cada tic ocupa la misma área en el diagrama, según lo necesite la Transformación de Lorentz). Este enfoque puede motivarse utilizando el método de Bondi.
    Papel cuadriculado girado

El plano xt no es euclidiano, existe en el espacio hiperbólico.

La hipotenusa del triángulo rectángulo es en realidad menos tiempo que el eje vertical. Si fueran 45 grados, iría a la velocidad de la luz y experimentaría cero tiempo propio.

Connor, gracias. Ahora estoy estudiando el concepto de una hipérbola de calibración.

La dilatación del tiempo relacionada con la velocidad significa que el tiempo pasa más lento en un marco de referencia en movimiento.

Esto es fácilmente visible en la paradoja de los gemelos , donde el gemelo que viaja envejece más lentamente que el gemelo que se quedó en casa.

La paradoja de los gemelos requiere un cambio en el movimiento del gemelo que viaja para que ambos se encuentren nuevamente. Pero también se puede demostrar por medio de la ecuación de tiempo propia :

τ = 1 γ t = ( 1 v 2 C 2 )   t

En este ejemplo, usted es el observador que mide el tiempo de coordenadas t de varios objetos en movimiento. Entonces el momento adecuado τ depende del factor de Lorentz dependiente de la velocidad γ , una velocidad relativa más alta produce un tiempo propio más bajo, es decir: el tiempo va más lento para los objetos en movimiento. El caso extremo son los fenómenos similares a la luz (v=c), donde el tiempo propio se reduce a cero.