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Percepción de tiempo de un fotón.

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  • Pola
    ha respondido
    Velocidad de la luz (relativa)

    Buenos días.

    El otro día, intentado entender algo que leía de Roger Penrose, se me pasó por la cabeza una idea que me ha confundido un poco. Agradecería si alguien me ayuda a aclararme.

    Parto de la base de que todo movimiento es relativo a otro sistema de referencia. El movimiento en sí mismo no existe.

    Pensando en la luz y su velocidad, estaba imaginando que nosotros vemos (si pudiéramos verlos) moverse a los fotones a 300.000 kms/sg.

    Suponía entonces que si un fotón pudiera ver, él se vería quieto, y en cambio vería que somos nosotros a los que pasamos a 300.000 kms /sg.

    Y entiendo que esto es un problema, porque estaría viendo a objetos materiales moviéndose a la velocidad de la luz, lo cual no es posible.

    Dicho de otra manera. Los fotones tendrían que desarrollar una física en la que estuviera permitido que los objetos materiales se muevan a la velocidad de la luz. Y las partículas sin masa estarían quietas, con lo que desaparecerían, porque hasta donde yo sé la masa del fotón en reposo es cero.

    ¿Dónde está el error del argumento?

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  • pod
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    Escrito por LeoDamLop Ver mensaje
    A eso me refiero. la MATERIA oscura, puede no ser ni siquiera materia, ni energía. solo sabemos que tiene efectos gravitatorios.
    El hecho de que solo conocemos que la materia y la energía tienen efectos gravitatorios, no prueba que sean los únicos que lo provocan.
    Este hilo no tiene nada que ver con efectos gravitatorios.

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  • LeoDamLop
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    Escrito por arivasm Ver mensaje
    No sólo la materia modifica la gravedad. También lo hace la energía. Recuerda el .
    A eso me refiero. la MATERIA oscura, puede no ser ni siquiera materia, ni energía. solo sabemos que tiene efectos gravitatorios.
    El hecho de que solo conocemos que la materia y la energía tienen efectos gravitatorios, no prueba que sean los únicos que lo provocan.

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  • arivasm
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    No sólo la materia modifica la gravedad. También lo hace la energía. Recuerda el .

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  • LeoDamLop
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    Escrito por arivasm Ver mensaje
    No pienses en "oscura", sino en "materia" y verás que la respuesta es sí.
    Y si de pronto es "oscura" solamente, pero no "materia", de pronto algo que deforma la gravedad, pero como estamos acostumbrados a que SOLO la materia modifica la gravedad, asumimos que la "materia oscura" deba tener materia.

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  • pod
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    Escrito por pgarcia Ver mensaje
    ¿se puede opinar sobre si la materia oscura influye o no de alguna forma en la naturaleza del espacio tiempo sin conocerla realmente?
    Coge la explicación que te he dado. ¿Aparece en ella alguna referencia a la materia oscura? Todos los fenómenos de este tipo que aparecen en relatividad especial se explican de forma consistente y elegante de forma geométrica similar a lo expuesto. Es absolutamente innecesario introducir hipótesis extras como la que propones.

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  • arivasm
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    No pienses en "oscura", sino en "materia" y verás que la respuesta es sí.

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  • pgarcia
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    gracias por los comentarios. al respecto de este comentario sobre la materia oscura

    No, no tiene absolutamente nada que ver.

    ¿se puede opinar sobre si la materia oscura influye o no de alguna forma en la naturaleza del espacio tiempo sin conocerla realmente?

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  • pod
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    Escrito por pgarcia Ver mensaje
    Gracias a todos por vuestros comentarios. Dándole vueltas al tema uno puede divagar sin límites. En lugar de un rayo de luz, imaginemos un objeto con velocidad V que viaja al 95% de c medido desde la tierra y que recorre una distancia desde el punto A al punto B, medida desde la tierra en 2 años luz, por ejemplo.

    Entonces y según la transformación de Lorentz, el tiempo empleado por el objeto es inferior a 2 años, efecto conocido como dilatación temporal de un cuerpo que se mueve a velocidades relativistas. Podemos pensar entonces que si la distancia entre A y B es un parámetro fijo (una linea recta inflexible y fija en un espacio inmutable) y si el tiempo empleado en recorrerla medido desde el objeto, es menor que el medido desde la tierra (2,1 años a 285000 km/s) , entonces resulta que ese espacio entre A y B es realmente inferior al medido desde la tierra.
    Lo que dices es esencialmente correcto. La dilatación temporal está íntimamente ligada a un fenómeno llamado contracción espacial, que es el que tú has deducido. Son fenómenos conocidos hace más de un siglo y comprobados experimentalmente (con partículas, no se ha conseguido acelerar lo suficiente a ninguna persona) hace más de tres cuartos de siglo si no recuerdo mal.

    Escrito por pgarcia Ver mensaje
    Por tanto, el espacio, yo diría que se puede considerar en una especie de telar que se doblega sobre sí mismo haciéndolo todo lo opuesto a inflexible - inmutable.
    La forma que tenemos de estudiarlo científicamente no tiene nada que ver con nada que se dobla ni nada por el estilo. De hecho, una deformación como la que comentas sería algo que verían todos los observadores: el espacio está doblado o no lo está. Lo que está ocurriendo aquí es que dos observadores observan el mismo proceso pero obtienen resultados diferentes.

    El quid de la cuestión está en que el tiempo es una dimensión más. Por ejemplo, en un mundo 2-D estamos acostumbrando a dos dimensiones: ancho y largo. Pero si yo giro un rectángulo 90º, las dimensiones se intercambian: lo que antes era el ancho ahora es el alto, y viceversa. Si lo giro un ángulo arbitrario menor que 90º, entonces las dimensiones se han mezclado: el nuevo ancho es una especie de mezcla entre el ancho y el alto anteriores, etc.

    Con el tiempo y el espacio pasa lo mismo. Tenemos una coordenada temporal y tres espaciales (si bien, todo lo que describimos se vería exactamente igual si tuviéramos sólo una espacial). Resulta que cambiar el sistema de referencia es similar a "girar" el espacio-tiempo, verlo desde otro punto de vista. Y, como hemos visto, al girar las diferentes dimensiones se mezclan. Como el tiempo ahora es una dimensión más, también puede mezclarse: lo que llamamos tiempo después de girar es una mezcla del tiempo y el espacio antes de girar; lo mismo con la nueva longitud. Eso explica porqué diferentes observadores miden diferentes tiempos y distancias.

    No es que el cambio de sistema de referencia doble el espacio-tiempo, sino que simplemente lo vemos desde otro ángulo y por lo tanto las dimensiones se han "mezclado".


    Escrito por pgarcia Ver mensaje
    Cómo todo esto son elucubraciones y divagaciones sin que tengamos una prueba o una explicación yo podría pensar que ese 95 % que constituye la materia/energía oscuras pueden tener algo que ver con ese carácter elástico/esponjoso de nuestro espacio-tiempo.
    No, no tiene absolutamente nada que ver.

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  • sater
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    según yo tengo entendido, en el espacio no puedes hablar de una línea recta inflexible y un espacio inmutable, porque las líneas rectas que creo que tú te imaginas no son las mismas en el espacio debido a la deformación de su geometría por la presencia de masas (o energías teniendo a la masa como una forma más de energía) y no puedes pensar en líneas rectas como las de un espacio de geometría euclídea al que tu estás acostumbrado

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  • pgarcia
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    Gracias a todos por vuestros comentarios. Dándole vueltas al tema uno puede divagar sin límites. En lugar de un rayo de luz, imaginemos un objeto con velocidad V que viaja al 95% de c medido desde la tierra y que recorre una distancia desde el punto A al punto B, medida desde la tierra en 2 años luz, por ejemplo.

    Entonces y según la transformación de Lorentz, el tiempo empleado por el objeto es inferior a 2 años, efecto conocido como dilatación temporal de un cuerpo que se mueve a velocidades relativistas. Podemos pensar entonces que si la distancia entre A y B es un parámetro fijo (una linea recta inflexible y fija en un espacio inmutable) y si el tiempo empleado en recorrerla medido desde el objeto, es menor que el medido desde la tierra (2,1 años a 285000 km/s) , entonces resulta que ese espacio entre A y B es realmente inferior al medido desde la tierra. Por tanto, el espacio, yo diría que se puede considerar en una especie de telar que se doblega sobre sí mismo haciéndolo todo lo opuesto a inflexible - inmutable. Cómo todo esto son elucubraciones y divagaciones sin que tengamos una prueba o una explicación yo podría pensar que ese 95 % que constituye la materia/energía oscuras pueden tener algo que ver con ese carácter elástico/esponjoso de nuestro espacio-tiempo.

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  • pod
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    Escrito por arivasm Ver mensaje
    Vale pod! Acepto pulpo por animal de compañía! Rectifico: en un sistema de referencia que se moviese con una velocidad el tiempo transcurrido entre la salida desde el Sol hasta la llegada a la Tierra tendería a cero. ¿Ahora sí?
    Eso tiene mejor pinta. Entendiendo siempre que esos límites jamas serán alcanzables para un observador.

    En general, dado un punto de partida y uno de llegada que en algún SRI están en reposo relativo, uno puede reducir tanto como quiera el tiempo propio de tránsito entre ellos simplemente aproximando su velocidad tanto como quiera a la velocidad de la luz. Pero: nunca conseguirá medir tiempo cero (contando que tenga un reloj de precisión infinita) y un rayo de luz siempre le adelantará... a la velocidad de la luz.

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  • arivasm
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    Imagino que en el mensaje falta "que se mueva con velocidad c respecto a un SRI".

    Vale pod! Acepto pulpo por animal de compañía! Rectifico: en un sistema de referencia que se moviese con una velocidad el tiempo transcurrido entre la salida desde el Sol hasta la llegada a la Tierra tendería a cero. ¿Ahora sí?

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  • pod
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    Escrito por arivasm Ver mensaje
    De todos modos, creo que la respuesta que le di a nuestro amigo pgarcia es de algún modo correcta, ¿no?: en un sistema de referencia que se moviese a la velocidad de la luz (y no lo liguemos a un fotón, para no tener los problemas anteriores) el tiempo transcurrido desde la salida del Sol hasta la llegada a la Tierra sería nulo.
    Ejercicio para casa: demostrar que si uno puede tener un sistema de referencia que se mueva respecto a un SRI a la velocidad de la luz, entonces en ese sistema de referencia podría haber un fotón en reposo relativo
    Última edición por pod; 15/01/2013, 01:25:14.

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  • arivasm
    ha respondido
    Re: dilatación temporal aplicada a la luz

    Escrito por pod Ver mensaje
    En cualquier modelo relativista, no se puede situar un sistema de referencia en un fotón. Si existiera, entonces el fotón estaría en reposo en ese sistema en concreto, pero sabemos que la velocidad de la luz es constante en todos los sistemas de referencia, y ciertamente es una constante diferente de cero. Ergo no existe un sistema de referencia donde el fotón esté en reposo.
    Está clarísimo, pod. Parece mentira que a mi edad se me pase ese tipo de cosas.

    De todos modos, creo que la respuesta que le di a nuestro amigo pgarcia es de algún modo correcta, ¿no?: en un sistema de referencia que se moviese a la velocidad de la luz (y no lo liguemos a un fotón, para no tener los problemas anteriores) el tiempo transcurrido desde la salida del Sol hasta la llegada a la Tierra sería nulo.

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