Razones para que ocurra la dilatación del tiempo en un planeta habitable con la misma fuerza g y que no orbita un agujero negro

Deseo aclarar mis dudas con respecto a la dilatación del tiempo.

¿Es posible que un planeta sea habitable como el planeta interestelar de Edmund, que tiene una fuerza gravitacional algo similar a la de la Tierra (9,8 m/s^2) y tiene una dilatación del tiempo con el tiempo en ese planeta más lento en comparación con el tiempo? en la tierra. Si es posible, ¿cuáles podrían ser las razones para que suceda?

Nota:

  1. El planeta no está orbitando ningún agujero negro.

  2. Consideremos que 1 día en ese planeta serían 2 en la tierra.

  3. Una fuerza g similar se debe a que los humanos incluso podrían habitar ese planeta.

al nivel del mar tu cabeza es más vieja que tu dedo del pie estando de pie... ¡gracias pero no gracias dilatación del tiempo!
No es una respuesta, una recomendación: en la ciencia ficción, la mayoría de las cosas que involucran el tiempo no tienen absolutamente ningún sentido. Solo tiene sentido en los raros casos en que resulta conveniente para la trama. Si tienes que justificarlo, di que lo hizo un antiguo dispositivo alienígena. No importa cómo funciona, a nadie le importa;)
@Raditz_35 estuvo de acuerdo. No he visto interestelar, pero he escuchado opiniones contradictorias sobre si tiene sentido o no. De cualquier manera: tienes razón. El antiguo dispositivo alienígena es el número uno cuando quieres efectos sobrenaturales en un escenario de ciencia ficción. Tampoco hace que tengas que explicarlo, ya que ninguna de las personas en la historia sabe cómo funciona.
La Tierra está orbitando un agujero negro: Sagitario A. ¿Qué quiere decir exactamente con "no orbitar"?
Hice una pregunta similar (no un duplicado de ninguna manera) sobre la dilatación del tiempo para todo un sistema estelar. Desafortunadamente, ese sistema tiene que estar moviéndose muy rápido para que se note algo. worldbuilding.stackexchange.com/questions/4962/…
¿Cuenta el hecho de que el tiempo pasa más rápido a mayores altitudes en la vida real? =)
¿Por qué importa si está orbitando un agujero negro? Si te preocupa la falta de luz, haz que sea un sistema estelar binario donde uno produce suficiente luz para la fotosíntesis, mientras que el otro es un agujero negro.
Lo que dijo @Raditz_35. Los mulianos lo hicieron.

Respuestas (4)

La dilatación del tiempo proviene de la gravedad y/o la velocidad.

Dado que el planeta no está orbitando un agujero negro, tendría que orbitar otra masa súper pesada o volar por el espacio con un factor de Lorentz de 0,5 (visto desde la Tierra), ya que eso equivaldría a una dilatación del tiempo de un factor de 2.

t pags yo a norte mi t = γ ∗ t mi a r t h ; con γ siendo el factor de lorentz de γ = 1 − ( v / C ) ²

con γ = 0.5 la velocidad es v = 0.866 ∗ C
Esto significa que su planeta tendría que viajar a un 86,6% de la velocidad de la luz.

EDITAR:
como señaló Raditz_35

Sin embargo, vale la pena señalar que no hay absolutamente ninguna forma de que ese planeta sea habitable. Olvidémonos del evento que lo hizo ir tan rápido, el espacio no es un vacío y las cosas bombardearían ese planeta a velocidades increíbles.

EDITAR:
Bridgeburners señaló que, dado que se trata de dilatación del tiempo por velocidad y no por gravedad, debe tener en cuenta que es un escenario más difícil y que el tiempo percibido cambia fuertemente según el observador.
No aclaré adecuadamente que este podría no ser el efecto que buscabas.

Sí. Sin embargo, vale la pena señalar que no hay absolutamente ninguna forma de que ese planeta sea habitable. Olvidémonos del evento que lo hizo ir tan rápido, el espacio no es un vacío y las cosas bombardearían ese planeta a velocidades increíbles.
@ Raditz_35 eso es correcto. Agregaré eso.
¿Sería incluso posible estar en una órbita a esa velocidad? Asumiría que (incluso si gira alrededor de un agujero negro supermasivo) la órbita tendría que ser tan grande que tendría múltiples agujeros negros dentro de la órbita, solo por casualidad porque gira alrededor de múltiples galaxias. Lo que entonces no sería una respuesta a la pregunta dada.
@Fabian Es posible orbitar a esa velocidad. El sol que está orbitando tendría que viajar aproximadamente a la misma velocidad.
Las cosas bombardean nuestro planeta a velocidades increíbles todo el tiempo. La dilatación del tiempo es la razón por la que podemos observar ciertas partículas a nivel del suelo que deberían haberse desintegrado antes de atravesar nuestra atmósfera .
Si observáramos un planeta alejándose de nosotros a 0,86c, también nos observaría a nosotros alejándonos de él a 0,86c, y la Tierra es ciertamente habitable.
¿Qué pasa si ese planeta gira en la zona habitable de una estrella más grande que el sol? ¿Es posible que ocurra la dilatación del tiempo ya que la atracción gravitacional sería grande debido a esa estrella? Incluso si hay una posibilidad. ¿Cuál sería el factor de Lorentz? @almaartificial
@MohmedShahid Parece que te falta la percepción de la escala. Un sol normal no es solo un poco más ligero que un agujero negro. Ni siquiera una versión gigantesca se le acerca. Un agujero negro tiene una atracción gravitacional significativamente mayor que cualquier sol. Que yo sepa, solo las estrellas de neutrones se acercan un poco a la alta densidad de los agujeros negros. No estoy seguro de si tienen una posibilidad realista de tener planetas habitables.
La forma más factible de que esto sea así es si la galaxia también se mueve a esa velocidad en relación con la Vía Láctea. La forma más factible de que ese sea el caso es si la velocidad relativa se debe a la expansión cósmica ordinaria a través de la Ley de Hubble. Usando la constante de Hubble, esto pondría a la galaxia a una distancia de aproximadamente 12 mil millones de años luz. Por lo tanto, no se puede acceder por medios de viaje normales. Pero posiblemente un agujero de gusano.
Cabe señalar que la dilatación del tiempo de Lorentz (a diferencia de la dilatación del tiempo gravitacional) va en ambos sentidos. Es decir, si alguien hiciera el viaje de ida y vuelta a este planeta (desde la Tierra), habrá envejecido la mitad del tiempo que tiene la Tierra. Sin embargo , si alguien hizo el viaje de este planeta a la Tierra y de regreso, también habrá envejecido la mitad del tiempo de ese planeta, no el doble de lo que cabría esperar. Esto puede parecer una paradoja pero la clave está en la aceleración que requiere la persona para realizar el viaje.
@Bridgeburners sí, correcto. No he dejado eso claro. Editaré la respuesta en consecuencia más tarde o mañana.
@chepner Esas partículas que golpean la Tierra a velocidades cercanas a C son diminutas en relación con la Tierra. Creo que lo que dice la respuesta es que si su planeta se mueve a 0,86 °C, los asteroides/cometas/nubes de polvo le harán mucho daño a su planeta debido a la diferencia de velocidad y la mayor masa de esos objetos. Aunque si su planta va tan rápido, todo el sistema solar también lo hará, por lo que solo los objetos solares adicionales causarían un daño adicional.
El problema aquí es que la dilatación del tiempo de Lorentz, al igual que la velocidad que la causa, es relativa , por lo que el factor de dilatación del tiempo dependería en gran medida del lugar desde el que estuvieras observando el planeta. Por ejemplo, si este planeta tuviera una luna (que de alguna manera estuviera orbitando alrededor de ella y no siendo arrancada de su órbita por las cosas que pasan volando), entonces podrías viajar hacia y desde esa luna sin más problemas relacionados con la dilatación del tiempo. efectos que experimentamos cuando viajamos a nuestra Luna.
Un planeta podría moverse tan rápido en relación con la Tierra sin problemas reales, siempre que el gas interestelar a su alrededor también se mueva a esa velocidad. Ese es el problema de la relatividad: nada es estacionario.
@ArtificialSoul "Un agujero negro tiene una atracción gravitacional significativamente mayor que cualquier sol" es una forma engañosa de verlo. Podrías reemplazar el Sol con un agujero negro de la misma masa que nuestro Sol, y todos los demás cuerpos del sistema solar sentirían la misma gravedad y tendrían la misma órbita (incluida la Tierra). Los agujeros negros son increíblemente densos , no necesariamente increíblemente masivos. La atracción gravitacional cerca del horizonte de eventos del agujero negro es mucho mayor que la que puedes experimentar cerca del Sol, pero solo porque la misma distancia desde el centro de masa del Sol te coloca en lo más profundo del Sol.
Sin embargo, no estoy seguro de que una estrella deba ser realmente masiva para causar una dilatación significativa del tiempo en los planetas que orbitan en su zona habitable. No estoy seguro de si un comienzo tan grande podría permanecer estable.
@Ben, aunque teóricamente podrían existir agujeros negros "ligeros", pero que yo sepa, no existen. Siempre son varias magnitudes más pesados ​​que nuestro sol. Si estoy en lo correcto, entonces no es engañoso ya que el escenario que describe no es realista.
@ArtificialSoul Los agujeros negros de masa estelar pueden tener solo 5 veces la masa del sol, apenas varios órdenes de magnitud. Según en.m.wikipedia.org/wiki/… el tamaño máximo de una estrella de neutrones es de solo 1,5 a 3,0 masas solares. Las estrellas pueden tener más de 100 masas solares, por lo que ciertamente hay agujeros negros y estrellas de masa similar.
@Ben está bien, entonces estaba equivocado. Lo siento. Gracias por corregirme.
Si obtiene su velocidad orbitando algo muy rápido, aún podría funcionar para fines de la historia.

Su universo tiene una velocidad de la luz mucho, mucho más baja que la nuestra. Digamos, 1000 metros por segundo. Los efectos relativistas se vuelven dominantes a velocidades alcanzables.

No estoy seguro de qué efecto tendría una velocidad de la luz tan baja en la experiencia diaria, pero estoy seguro de que sería drástico.
@chepner Debe haber una velocidad ideal, lo suficientemente alta para un desayuno familiar y una ducha, lo suficientemente baja para peleas de aviones de combate completamente diferentes.
¿Tu experiencia diaria involucra moléculas de algún tipo por casualidad? Los electrones allí exhiben efectos relativistas bastante fuertes. Este también tendría que ser un universo donde la materia, por ejemplo, funciona de manera completamente diferente. Habría que inventar una física completamente nueva para éste. Tendrías que agitar tanto la mano que explicar ese detalle particular del viaje en el tiempo se siente extraño. No digo que esto no estaría bien, es extraño resolver un problema creando un millón de nuevos
Estoy de acuerdo con Raditz_35. Ciertamente es más dramático ignorar todos los efectos secundarios de cambiar la velocidad de la luz que ignorar la inverosimilitud de un planeta habitable con el doble de dilatación temporal que la Tierra.
La pregunta es, dado tal universo, ¿sería realmente 1000 m/s una velocidad alcanzable? La razón por la que la velocidad de la luz no es alcanzable no es simplemente porque es muy rápida, es porque la energía requerida para acelerar aumenta cuanto más rápido vas hasta que se mueve hacia el infinito a medida que te acercas a la velocidad de la luz. En igualdad de condiciones, un universo con una velocidad de la luz más lenta simplemente daría como resultado que toda la materia del universo se moviera a un ritmo más lento; aún no serías capaz de llegar a la velocidad de la luz solo porque es más lento que nuestro universo.
@Simba te perdiste el punto de eso. Si la velocidad de la luz es de 1000 m/s, por definición no es alcanzable. La idea es que los efectos de contracción/dilatación de Lorentz comiencen a velocidades mucho más bajas. Y 900 m/s sería 0,9c, lo que daría como resultado una dilatación de aproximadamente 0,45.
@ArtificialSoul Te ​​perdiste el punto de Simba, acelerar a 0.9c en ambos universos debería tomar la misma cantidad de energía, lo que significaría que es igual de imposible en ambos universos. Lo que significa que cualquier dilatación del tiempo sería relativa a c en ambos universos. Lo que significa velocidades más bajas relativamente en todo el universo no significa nada.
@ACAC entonces simplemente está incorrecto ya que la velocidad de la luz tiene enormes implicaciones para todo lo electromagnético y, por lo tanto, para la mecánica cuántica, incluidos sus impactos en la química. Estoy muy seguro de que tanto la física nuclear como la química se verían diferentes con una velocidad de la luz diferente.
@ArtificialSoul Su punto no entra en conflicto con nada de eso ...
ACAC es correcto. Mi punto es que si la velocidad de la luz es alcanzable, entonces... eh... ya no es la velocidad de la luz. Sí, todo cambia si cambias la velocidad de la luz, pero incluso ignorando todos los demás efectos secundarios, la velocidad de la luz es inalcanzable por definición . Hacerlo más lento no cambia esa definición, porque si cambia esa definición, tiene implicaciones inmediatas en el concepto de dilatación del tiempo que rompería fundamentalmente las suposiciones en las que se basa la pregunta. Rompería el universo de todos modos, pero incluso si no lo hiciera, rompería la pregunta.

ArtificialSoul dio una gran respuesta. Pero podría haber otra manera.

El planeta podría rotar muy rápido, como MUY MUY rápido. Obviamente, las fuerzas centrípetas lo destrozarían a menos que... el planeta también sea realmente muy masivo. Ser masivo y denso negaría el requisito de que el planeta tenga una gravedad superficial similar a la de la Tierra, sin embargo, podría hacerlo de modo que en el ecuador la combinación de fuerzas centrípetas y la gravedad dieran al menos una gravedad terrestre aparente.

No estoy seguro de que este planeta extremo similar a Mesklin pueda existir físicamente (y mucho menos desarrollarse naturalmente), podría volver más tarde con las matemáticas cuando tenga tiempo, aunque realmente no le di mucho.

Si es posible, solo el ecuador podría ser habitable, con un aumento de la gravedad y una disminución de la dilatación del tiempo a medida que avanza hacia los polos. Ni idea de cómo se vería el cielo, o cuáles serían las consecuencias de que una parte del planeta envejeciera más rápido que otras. Lo pensare

El cielo probablemente se vería así: worldbuilding.stackexchange.com/questions/97177/…
Podría ser posible, pero dudo que un planeta en rotación tan rápido pueda contener una atmósfera. Aunque no estoy seguro.
Ciertamente tendría algunos efectos de Coriolis bastante emocionantes.
@Fabian Mucho peor en realidad, el día y la noche serían indistinguibles; combine eso con la dilatación del tiempo y todo se vería permanentemente como un amanecer perpetuo corrido hacia el rojo

¿Qué tan difícil tiene que ser tu ciencia? Porque si la respuesta es "en absoluto", entonces está el siempre popular efecto de agitar la mano:

La respuesta profunda, en el universo, puede ser algo como:

Hace algunos millones de años, una raza alienígena avanzada y desconocida requirió un laboratorio con condiciones pseudo-relativistas específicas. Utilizaron una tecnología desconocida para generar una métrica temporal localizada y la vincularon al mundo (o al sistema solar) a nivel cuántico, para garantizar que el planeta (o el sistema solar) no viajara fuera de la métrica temporal durante la duración del experimento.

Cuando los extraterrestres terminaron con el experimento, se olvidaron de apagar el efecto, así que hoy usamos el mundo porque X.

O tal vez el experimento aún no ha terminado, y los ratones van a ser realmente pirateados cuando regresen y descubran que hemos distorsionado sus resultados...

Mientras que la respuesta que los personajes conocen puede ser:

No sabemos por qué es así, pero vaya, ¡es útil para X!

La diferencia entre los dos puede ser la historia en sí misma.

En última instancia, a menos que el cómo sea crucial para la historia, es un detalle menor y se puede ignorar. No es mi método favorito como lector, pero ocasionalmente ayuda a convertir lo inverosímil en plausible.

Razones para que ocurra la dilatación del tiempo en un planeta habitable con la misma fuerza g y que no orbita un agujero negro
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