Domanda:
Un orologio che viaggia "più veloce della velocità della luce"
frodeborli
2014-02-10 15:01:31 UTC
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Quando un orologio viaggia vicino alla velocità della luce osservata da noi, dovrebbe ticchettare più lentamente.

Ciò significa che, quando si utilizza questo orologio per misurare un secondo, potrebbe viaggiare molto più di 300.000 km in un secondo? In effetti, questo orologio potrebbe viaggiare infinitamente veloce se visto solo dalla sua prospettiva?

Questo significa che se viaggiassi su una nave spaziale, alla velocità del 99% della luce, inveccherei 4 anni , ma potrebbe raggiungere una meta distante forse 400 anni luce?

I miei amici e la mia famiglia sulla terra sarebbero morti, ma anche le persone che ho visto sul pianeta di destinazione quando ho iniziato il mio viaggio avranno solo 4 anni.

Se l'ultima ipotesi è corretta; significa che potremmo assistere al lancio di una nave spaziale su alpha centauri, potrebbe arrivare qui in soli 3-4 giorni - sembrando viaggiare molto più veloce della velocità della luce, senza infrangere le leggi della relatività. Vorremmo solo dire che è stato il passaggio blu relativistico a far sembrare che viaggiasse più velocemente della velocità della luce.

Sì, invecchieresti di quattro anni e viaggeresti molto lontano e tutti quelli che conosci invecchierebbero 400000 anni. Tuttavia, tu, essendoti fermato in quel luogo distante, dovresti aspettare circa 400000 anni prima che questi eventi si svolgano mentre punti il ​​tuo potente telescopio verso la Terra. Ricorda che quando guardi lontano vedi il passato, ma non il presente.
Sembra più una questione di fisica generale che una questione di astronomia. Certo, usa un viaggio nello spazio come esempio (che in realtà suona più come Esplorazione spaziale) ma il cuore della domanda è la fisica generale.
Tendo ad essere d'accordo, la domanda dovrebbe essere spostata meglio.
Questa domanda sembra essere fuori tema perché riguarda la fisica
Come lo sposto?
Ciò può essere fatto dai moderatori. Gli altri utenti possono semplicemente votare per la migrazione (al di sopra di un certo numero di reputazione).
Ciao ragazzi, grazie per gli appunti, parlerò con quelli in fisica per vedere la migrazione.
Due risposte:
#1
+4
Gerald
2014-02-10 18:55:52 UTC
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Limitiamoci alla relatività speciale, che significa due frame inerziali che si muovono in uno spaziotempo di Minkowski.

Un orologio in il primo frame inerziale ticchetta più lentamente, se visto dal secondo. Un orologio nei secondi frame inerziali ticchetta più lentamente, se visto dal primo.

Ora supponi di essere fissato a uno dei due frame inerziali. Di solito si misurano le velocità all'interno del proprio frame inerziale, ovvero si misura la distanza e il tempo nel proprio frame inerziale per calcolare la velocità dell'altro frame. In questo caso otterrai una velocità inferiore alla velocità della luce.

Se misuri la distanza nel tuo frame inerziale e dividi questa distanza per il tempo che osservi sull'orologio del frame inerziale in movimento, otterrai velocità più elevate, che potrebbero superare la velocità della luce. Ma questo risultato ha solo la dimensione di una velocità; non è una velocità rispetto a nessuno dei due frame inerziali.

L'osservatore in movimento osserverebbe un rallentamento di eventi esterni, non un'accelerazione. L'osservatore osserverebbe solo un'accelerazione nel senso di un spostamento blu Doppler relativistico quando si sposta verso l'oggetto osservato.

Le persone sul pianeta di destinazione invecchiano come sulla Terra, a condizione che non lo facciano spostarsi rispetto alla Terra. Sei solo tu, dato che viaggi così velocemente, la distanza si accorcia, e quindi anche il tempo per il viaggio si accorcia. Con lo spostamento Doppler e la contrazione dello spazio li vedrai invecchiare più velocemente.

Da Alpha Centauri, è di nuovo la contrazione dello spazio per il viaggiatore, che accorcia la distanza. Ancora una volta abbiamo un effetto combinato di contrazione spaziale / Doppler che osserva le persone sulla Terra che invecchiano rapidamente per circa 4,5 anni.

Per le persone sulla Terra, il viaggio richiede 4,5 anni. Per il viaggiatore potrebbero volerci solo pochi giorni. Con un'accelerazione di appena 1g potresti attraversare la Via Lattea in circa 20 anni, vista dall'astronave. Lo stesso viaggio visto dalla Terra richiederebbe circa 100.000 anni.

Ulteriori informazioni sul paradosso dei gemelli su Wikipedia.

Quindi, considerando un orologio che parte oggi dalla Terra, viaggia verso Alpha Centauri al 99,9% della velocità della luce. Dopo circa 4,5 anni arriva e si ferma. Quanto tempo sarebbe passato su questo orologio? Presumo che l'orologio sia avanzato da qualche parte vicino a 40 ore, facendo sì che la velocità della luce per quell'orologio * sembri * essere (4,5 anni luce) / (40 ore) = 2,95 * 10 ^ 11 m / s.
Per chiarire; Penso che sto cercando di utilizzare l'ora locale sulla giusta distanza.
Sarebbe 43,4 giorni per l'orologio: 4,5 anni x $ \ sqrt {1-0,999 ^ 2} $
La distanza dell'orologio si contrarrebbe dello stesso fattore rendendo la distanza di soli 43,4 giorni luce. La velocità sarebbe ancora del 99,9% della velocità della luce.
@Gerald L'unica cosa che non capisco è perché gli eventi esterni dovrebbero sembrare rallentati a un viaggiatore. Se l'osservatore fermo vede il viaggiatore rallentato perché il suo tempo si muove molto lentamente, il viaggiatore non vedrebbe accelerare l'osservatore fermo, poiché il tempo di colpo si sta muovendo molto velocemente.
No, il modo in cui passa il tempo non è assoluto, ma vincolato al rispettivo frame inerziale. Per il viaggiatore l'osservatore fermo si muove. Anche la simultaneità è relativa al frame: http://en.wikipedia.org/wiki/Relativity_of_simultaneity
Il wiki non ha aiutato. :( Se entrambi vedono il tempo dell'altro apparire più lento. Quindi se il viaggiatore vede lo stazionario muoversi più lentamente nel tempo, come lo stazionario finirà per diventare più vecchio di lui. Non è logico.
@self Immagina di guardare un orologio analogico sul muro. Allo stesso tempo immagina di allontanarti da esso alla velocità della luce. L'orologio deve sembrare fermarsi. Se si tiene in mano un orologio, deve sembrare che si fermi anche per l'altro osservatore. Questo è semplificato e utilizza solo l'effetto doppler in 3 dimensioni. La relatività usa la dimensione temporale in un modo molto "più profondo" e aggiunge la dilatazione temporale all'effetto doppler. Da questi ho capito che bisogna aspettarsi molti altri effetti, come la contrazione della lunghezza e l'effetto dei fari.
@self. Questo è il paradosso del gemello (in realtà nessun paradosso), l'indizio è il cambiamento dei frame inerziali a causa di accelerazione / decelerazione: http://www.csupomona.edu/~ajm/materials/twinparadox.html
@Gerald Ottimo collegamento, penso di averlo capito. Ha a che fare con l'apparente contrazione dello spazio (e del tempo) per il viaggiatore. Il tempo è lento per entrambi, finché il viaggiatore non inizia a rallentare (o ad accelerare). Durante la decelerazione (cambiando il telaio) il tempo di fermo si muove molto velocemente rispetto al viaggiatore.
@self. ... Più lontano è più veloce.
#2
+1
Erokhane
2014-02-15 10:37:40 UTC
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Uno è sempre in viaggio. Anche se si viaggia alla velocità della luce, si è comunque influenzati dalle forze. Se l'orologio dipende dalla gravità, l'inerzia avrà un effetto su di esso. Se l'orologio utilizza una batteria, forse l'orologio influenzerà se stesso solo se non c'è nient'altro nelle vicinanze.

Non sono un esperto, ma anche alla velocità della luce, le forze avranno comunque un effetto.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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