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Calculadora de dilatación temporal

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El tiempo es relativo: astronautas gemelosEcuación de dilatación temporalPreguntas frecuentes

Probablemente hayas oído hablar del concepto de relatividad temporal. Tanto si ya estás familiarizado con la idea de la dilatación temporal como si estás dando tus primeros pasos en el campo de la relatividad especial, esta calculadora de la dilatación del tiempo es para ti. Te ayudará a comprender mejor los efectos relativistas y la ecuación de dilatación temporal.

¡¿Buscas el efecto de los objetos masivos en el espacio-tiempo (que están muy bien representados en Interstellar)?!visita nuestra calculadora de la dilatación temporal gravitatoria 🇺🇸!

El tiempo es relativo: astronautas gemelos

El principio de dilatación temporal afirma que el tiempo no es percibido de la misma manera por todos. Si te mueves a gran velocidad, el tiempo empieza a ralentizarse. Obviamente, no consigues moverte a cámara lenta: desde tu perspectiva, todo ocurre como siempre. En cambio, puedes observar que el tiempo pasa mucho más despacio para todos los objetos en relación a los cuales tú te mueves.

El famoso experimento mental de los dos astronautas gemelos es un buen ejemplo que ayuda a entender la dilatación del tiempo. Imagina que uno de los gemelos se queda en casa, en la Tierra, y el otro se sube a un cohete de alta velocidad. Pasa un tiempo viajando por el espacio y vuelve a casa después de lo que, para él son apenas unos pocos años. Para su sorpresa, descubre que su gemelo ha envejecido mucho más y ahora es un anciano.

Ecuación de dilatación temporal

¿Cuánto más rápido envejeció el gemelo "quieto"? Es posible calcular el valor exacto con la ecuación de dilatación temporal:

Δt=γΔt=Δt1v2/c2\small \Delta t' = \gamma\Delta t = \frac{\Delta t}{\sqrt{1 - v^2 / c^2}}

donde:

  • Δt\Delta t' - Tiempo transcurrido medido por un observador estacionario (tiempo relativo);
  • γ\gamma - Factor de Lorentz;
  • Δt\Delta t - Tiempo transcurrido medido por el observador viajero;
  • vv - Velocidad del observador viajero;
  • cc - Velocidad de la luz (299 792 458 m/s).

Probablemente puedas ver (o lo hayas descubierto ya jugando con nuestra calculadora de dilatación del tiempo) que para que la diferencia entre los dos intervalos de tiempo sea perceptible, la velocidad del observador debe ser extremadamente alta, del mismo orden de magnitud que la velocidad de la luz. Por eso los efectos relativistas son tan contraintuitivos: somos incapaces de experimentarlos en la vida cotidiana.

Por supuesto, estos efectos son reales y mensurables. Los relojes de los satélites funcionan un poco más despacio que los de la superficie de la Tierra debido a su velocidad(consulta la calculadora de la velocidad de escape 🇺🇸 para obtener más información sobre su velocidad). Curiosamente, este efecto se ve disminuido en parte, una vez que se tiene en cuenta la relatividad general.

Una vez que podamos viajar a una velocidad cercana a la de la luz -por ejemplo, en 0.8c0.8c - también observaremos un efecto relativista más claro, y dramático.

Puedes conocer otro fundamento de la relatividad especial en nuestra calculadora de E=mc2 🇺🇸, o un efecto similar a la dilatación del tiempo originado en el mismo marco en la calculadora de la contracción de la longitud 🇺🇸.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la dilatación del tiempo?

La dilatación del tiempo es la diferencia en un intervalo de tiempo medida por dos observadores que se mueven uno respecto al otro. En concreto, cuanto mayor es tu velocidad, más lentamente te mueves a través del tiempo. Sin embargo, este fenómeno sólo es realmente perceptible a velocidades próximas a la de la luz.

¿Cómo calcular la dilatación del tiempo?

Calcular la dilatación del tiempo para un observador que se mueve con cierta velocidad relativa respecto a un observador estacionario:

  1. Determina el intervalo de tiempo medido por el observador estacionario.
  2. Sustituye la velocidad del observador en movimiento por v en la fórmula del factor de Lorentz, γ = √(1 - v²/c²).
  3. Multiplica el cambio de tiempo por el factor de Lorentz.
  4. El resultado es el tiempo medido por el observador en movimiento.

¿Cómo calculo el tiempo propio?

Para calcular el tiempo propio, tienes que dividir ambos lados de la fórmula de dilatación del tiempo por el factor de Lorentz, γ.

Recuerda que esta cantidad sólo se aplica a los acontecimientos ocurridos en la misma posición estacionaria para el observador que mide.

¿Experimenta la luz dilatación temporal?

NO. Date cuenta que para un observador que viaja a la velocidad de la luz, la dilatación del tiempo es indefinida (1/0) debido al factor de Lorentz. De hecho, la velocidad de la luz es la misma en todos los sistemas de referencia (invariante de Lorentz), por lo que, en el caso de los fotones, es difícil hablar de paso del tiempo.

Time dilation equation.

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