1r ciclo Dilatación del tiempo - duda conceptual

[Diamond]

Hola a todo el mundo,

Voy a plantearos una duda que me ha ido apareciendo mientras estudio relatividad, a ver si me podéis echar un cable...
Uno está acostumbrado a oir por todas partes aquello de "los relojes en movimiento atrasan", y ver lo típico de que el astronauta que viaja a 0.9c por el universo vive más tiempo que amigo que se queda en casa. Todo esto, he terminado por concluir, no tiene ningún sentido:
- En primer lugar: qué es eso de que el reloj en movimiento atrase? Será en todo caso un movimiento relativo que tiene A respecto a B. Siendo así, B tiene el mismo movimiento respecto a A en dirección contraria, ¿no? ¿Por qué uno atrasa y otro no? Ahí viene cuando me planteo aquello de: aquél que mida un suceso en reposo, detectará un intervalo de tiempo menor que el que se mueve (ver trasformación de Lorentz para el sistema en reposo relativo) :
$\Delta t' =\gamma \tau$
Que es justo lo contrario de lo que planteábamos antes (el reloj que se mueve atrasa). En tal caso pienso que ya no entiendo nada.

- En segundo lugar: el simple suceso de hacerse mayor o no viajando en nave especial, ¿qué marco selecciona como "propio"? Es decir, ¿como sé cuál es el que se mueve realmente y cuál no para poder aplicar lo anterior? Porque tanto el astronauta como el hombre de la tierra VEN que el opuesto de aleja y que su reloj (el del personaje opuesto) adelanta: los ven siempre más viejo. ¿Por qué, pues, uno resulta al final ser el más jóven?

A ver si me podéis echar un cable porque me siento confuso de verdad: sé que todo esto tiene su explicación, pero no la logro vislumbrar. Siempre he realizado los ejercicios de relatividad típicos como que el que va rápido atrasa el reloj. Las trasformaciones de Lorentz y la frase de: "los tiempos propios son siempre los menores que se pueden medir para cualquier SR", me dieron un sopapo en toda la cara.

Un cordial saludo, y gracias por adelantado

[guibix]

Re: Dilatación del tiempo - duda conceptual

Hola Diamond,

A ver si puedo ayudarte.

- En primer lugar: qué es eso de que el reloj en movimiento atrase? Será en todo caso un movimiento relativo que tiene A respecto a B. Siendo así, B tiene el mismo movimiento respecto a A en dirección contraria, ¿no? ¿Por qué uno atrasa y otro no?

Esto no es así, en realidad cada uno atrasa respecto el otro, cuando se dice "en reposo" siempre es respecto al sistema de referencia que se esté usando. Es una confusión muy común, porqué en la mayoría de reportajes de divulgación no lo cuentan del todo bien. Precisamente por esto se le llama Relatividad, porque ningún sistema de referencia es absoluto y todos pueden afirmar que los otros se mueven y atrasan sus relojes.

Mira este vídeo que es muy ilustrativo

¿Por qué, pues, uno resulta al final ser el más jóven?

Esto ya es un poco más complicado, pero para que esto ocurra, el viajero debe acelerar desde el "reposo" hasta la velocidad relativista, dar la vuelta y luego desacelerar hasta parar de nuevo en "reposo". El viajero, al cambiar de sistema de referencia varias veces, rompe la simetría y eso hace que los tiempos sean distintos.

Creo que por este apartado del foro hay bastante información de la paradoja de los gemelos Si quieres más detalles seguro que encuentras algo.

Espero haber ayudado

Saludos.

[Diamond]

Re: Dilatación del tiempo - duda conceptual

No hay problema con la paradoja de los gemelos: entiendo que al meter aceleraciones existe un cambio de frame por parte del astronauta que provoca este efecto... Mi duda es más profunda: si tenemos el problema típico del astronauta que se pasa 5 años en una nave espacial y que envejece menos que su homólogo en la Tierra, cómo podemos explicarlo si el movimiento es relativo al observador. ¿Se supone que el terrestre a envejecido según el astronauta en la nave? ¿El de la nave a envejecido respecto al de la Tierra? ¿O existe un envejecimiento absoluto (uno de los dos es más jóven)? Notad que no hablo de que el astronauta tenga que volver a la Tierra, provocando ahí el cambio de SR de la paradoja de los gemelos...

Un grato saludo

[pod]

Re: Dilatación del tiempo - duda conceptual

No hay problema con la paradoja de los gemelos: entiendo que al meter aceleraciones existe un cambio de frame por parte del astronauta que provoca este efecto... Mi duda es más profunda: si tenemos el problema típico del astronauta que se pasa 5 años en una nave espacial y que envejece menos que su homólogo en la Tierra, cómo podemos explicarlo si el movimiento es relativo al observador. ¿Se supone que el terrestre a envejecido según el astronauta en la nave? ¿El de la nave a envejecido respecto al de la Tierra? ¿O existe un envejecimiento absoluto (uno de los dos es más jóven)? Notad que no hablo de que el astronauta tenga que volver a la Tierra, provocando ahí el cambio de SR de la paradoja de los gemelos...

Un grato saludo

No, las dos observaciones son igualmente válidas. No hay forma de decir que una es más absoluta que otra.

Eso sí, ten en cuenta que para comparar directamente las edades de personas tienen que estar juntas. Si están muy lejos, la comunicación se hará como mucho a la velocidad de la luz. El retardo que ello supone es muy importante: una cosa es la edad que yo puedo calcular que tiene ahora, pero no podré ver su imagen con dicha edad aparente hasta que me llegue la luz.

[guibix]

Re: Dilatación del tiempo - duda conceptual

Buenas,

En TRE, no tiene sentido hablar de cuando ha ocurrido algo si no se sabe el donde. En un sistema de referencia inercial hay una simetría en el que todos ven que los otro son los que se mueven y retrasan, por lo que no hay ningún sistema preferente y por consiguiente no hay un retraso absoluto de nadie. Como dije, solo se manifiestan retrasos absolutos cuando se rompe la simetría haciendo que uno de los sistemas de referencia cambie de velocidad.

Además para hacer una medida correcta en la sincronización de dos relojes, estos deben empezar y terminar la medida en reposo y relativamente cerca entre ellos. (como ya ha dicho pod)

Luego también debe tenerse en cuenta que dos sucesos simultáneos en distintos puntos del espacio para un SR, no son simultáneos para otro SR distinto. Y como no hay un tiempo absoluto, no puede afirmarse cuanto tiempo absoluto de diferencia hay entre un SR y otro. Solo hay tiempos propios y tiempos no propios.

En fín, seguro que hay otros del foro que te lo pueden explicar mejor que yo (que no soy físico). Es un tema bastante confuso, pero cuando se comprende su base, no hay paradojas ni resultados imposibles y todo esto se entiende muy bien si se enfoca puramente desde la geometría.

Las paradojas solo aparecen porqué mezclamos los principios de TRE con prejuicios debidos a nuestra visión absoluta del tiempo, pero te aseguro (yo que no soy físico) que cada vez que he intentado encontrar inconsistencias a la TRE solo he podido comprobar, cada vez más, su enorme consistencia. Hasta he llegado al punto en que si veo una inconsistencia, lo primero que pienso es que no he entendido algo o que tengo, de base, una confusión de conceptos. No voy a ser yo (que puedo ser muy inteligente, pero no soy físico) el que desmonte una teoría que lleva más de un siglo superando todos los intentos de ser desmontada por parte de poderosísimos e inteligentísimos detractores.

Aún así, es un placer debatirlo, ya que siempre se aprende algo nuevo.

Saludos.