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Relatividad especial: Simultaneidad
Decimos que 2 sucesos son simultáneos cuando ocurren al mismo tiempo, ahora si 2 sucesos son simultáneos para un observador no lo serán para otro que se está en movimiento.
Por ejemplo si hay una persona para entre 2 focos apagados, en el punto medio, y otra arriba de tren en movimiento y los focos se encienden. El sujeto que no está en el tren determinaque los focos se encendieron simultáneamente al percibir la luz de los focos a la vez digamos. Esto pasa por el segundo postulado de Einstein y de que se encuentra en el punto medio entre los focos.
El que está arriba del tren, para él no es simultáneo, para él la luz del foco de la derecha va a llegar primero, se debe al tiempo que le lleva viajar a la luz desde los focos. Como se acerco alderecho la luz de este llega antes que la luz del de la izquierda.
Se concluye lo del principio para un observador dos sucesos pueden ser simultáneos pero para otro en movimiento no.
Dilatación del tiempo
En las teorías de la relatividad de Albert Einstein la dilatación temporal del tiempo se manifiesta en dos circunstancias:
En la teoría de la relatividad especial, relojes que se muevan respecto aun sistema de referencia inercial (el hipotético observador inmóvil) deberían funcionar más despacio. Este efecto está descrito con precisión por las transformaciones de Lorentz.
En la teoría de la relatividad general, los relojes que estén sometidos a campos gravitatorios mayores, como aquellos que se encuentren cerca de un planeta, marcan el tiempo más lentamente.
Ahora un minuto es un minuto,el tiempo es independiente del observador en la mecánica clásica.
En el siguiente ejemplo usaremos un “reloj de luz”, que usa como tiempo patrón el tiempo que le lleva a un pulso de luz viajar desde el emisor E hasta el detector D.
Imaginemos un observador con un reloj de luz en sus manos, la velocidad da la luz viajando del emisor al detector esta dada por:
Siendo la C la velocidad de la luzen el aire, y la distancia entre el emisor y el detector y, delta t el tiempo que tarda el pulso de luz en viajar desde E hasta D.
Al despejar el tiempo queda así:
Ahora hay otro observador con otro reloj de luz pero en movimiento. Para ambos el intervalo de tiempo medido por los relojes es igual. Todos los observadores en reposo respecto al reloj medirán el mismo intervalo de tiempo. Serepresenta como delta t0.
Ahora el primer observador decide observar el reloj del otro observador que tiene una velocidad y se mueve hacia a la derecha. El pulso de luz que sale del emisor demora cierto tiempo en llegar al receptor. En ese tiempo, el detector avanzó una distancia x = v delta t, por lo tanto, el pulso de luz recorrió una distancia mayor hasta el detector.
La distancia recorrida por elpulso de luz vista desde el primero observador es:
Según el segundo postulado de la teoría de la relatividad especial, la velocidad de la luz es la misma para cualquier observador, por lo tanto, el pulso de luz visto desde el primer observador, se propaga con velocidad C. Esta velocidad es:
Como h es mayor que y, para el primer observador, el pulso de luz demora más tiempo en viajar del emisoral receptor. Por lo tanto el observador S(el primero) concluirá que el reloj de S` se atrasa en comparación con el suyo. A este fenómeno se le conoce como dilatación del tiempo.
Para cuantificar este retraso encontraremos una expresión que vincule el tiempo medido con ambos relojes. Sustituyendo h por
Recordando que y = delta t0 y sustituyendo
Agrupando en delta t2
Factorizando:
Despejandodelta t:
El factor se denomina factor de Lorentz y se representa con la y.
Como C es un límite alcanzable para el observador S`, el factor y siempre es mayor que 1, por lo que el tiempo delta t siempre será mayor al tiempo propio
Para aclarar los conceptos imaginemos la siguiente situación: Una nave espacial pasa frente a la Tierra con una v de 0,98c. Si los tripulantes...