Velocidad observada mientras viaja cerca de la velocidad de la luz

Su velocidad percibida es la misma que la velocidad a la que viaja. Es decir, si viajas a 0,8c más allá de la Tierra, las personas en la Tierra medirán tu velocidad como 0,8c, y tú medirás la velocidad de la Tierra al pasar junto a ti también como 0,8c. Por lo tanto, concluirá que está viajando a 0.8c. Así que no hay diferencia entre la velocidad a la que viajas y la velocidad a la que percibes que viajas.

Por otro lado, la gente en la tierra te verá lento (en relación a ellos mismos). Del mismo modo, verás a la gente en la tierra retrasada. Ustedes dos no pueden llegar a un acuerdo sobre esto porque no tienen una forma consistente de comparar sus relojes. Cualquiera de ustedes que haga la comparación concluirá que el otro está más lento. Esto está relacionado con el hecho de que en relatividad no hay manera de determinar el tiempo de manera absoluta. Siempre es relativo. No hay forma de saber cuál de ustedes se está moviendo y cuál está quieto. Es solo cuando regresas a la tierra que puedes decidir que eras tú quien se estaba moviendo y eras tú quien estaba experimentando una desaceleración en el tiempo.

El hecho de que cuando regresas a la tierra determines que fuiste tú el que fue ralentizado se debe únicamente al hecho de que fuiste tú el que cambió de rumbo y regresó a la tierra. Si, en cambio, la tierra se acelerara de alguna manera y te alcanzara, todo se invertiría. Serías tú quien envejeciera más que la gente en la tierra.

Me disculpo, esta respuesta, tal como estaba originalmente, fue descuidada y completamente incorrecta en puntos clave, y probablemente aún necesite la atención de un físico.

Cuando viajas cerca de la velocidad de la luz, experimentas menos tiempo subjetivo, según la transformada de Lorentz. Además, las distancias externas se contraen por la misma transformada.

El factor por el cual el tiempo se ralentiza para un objeto que se mueve rápidamente es$\frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$. como velocidad$v$aumenta se acerca a la igualdad con la velocidad de la luz,$c$, y el factor tiende a infinito.

Esto significa que si tuviera una nave espacial arbitrariamente rápida (supongo que no) podría recorrer el universo (desde su marco de referencia) en unos pocos años, sin embargo, puede regresar y encontrar humanidad extinta y continentes en lugares inesperados. De hecho, te percibirías a ti mismo viajando a velocidades arbitrariamente altas, en términos del tiempo subjetivo que lleva viajar de un punto a otro. Sin embargo, al hacer mediciones contra los objetos por los que pasa, verá que su velocidad subjetiva no excede la velocidad de la luz, ya que el resto del universo parece contraído en longitud. Existen otras limitaciones en su capacidad para disfrutar de su recorrido por el universo: si fija su mirada en una estrella que está a millones de años luz de distancia, es posible que envejezca rápidamente (nuevamente, desde su marco de referencia) y muera antes de llegar allí. .

Referencias:

Factor de Lorentz en wikipedia

Efecto Doppler relativista en wikipedia

El tercer libro de Tipler Physics también tiene una gran introducción a la relatividad, aunque con descuido de la aceleración, que es fundamental para generar relojes discrepantes entre dos observadores al estilo de la paradoja de los gemelos.

En términos simples es así. Tu percepción de la velocidad de la luz es siempre la misma. La única forma de que esto suceda es a medida que avanzas más rápido, el tiempo se ralentiza. Si cuenta una cerca de piquete a 60 mph y luego aumenta la velocidad a 120 mph, todavía cuenta la misma cantidad de postes por segundo porque, a medida que la velocidad aumenta, su percepción del cambio de tiempo aumenta con el cambio de velocidad. Sin embargo, el tiempo de un observador externo no cambia. Así, el observador envejecerá más rápido que el viajero.