¿Qué es la contracción de longitud?
La contracción de longitud se refiere a un fenómeno en el que un objeto se percibe como más corto a lo largo de la dimensión de su movimiento por un observador cuando el objeto está en movimiento en relación con ese observador. También se llama contracción de Lorentz o contracción de Lorentz -Fitzgerald, después de los físicos Hendrik Lorentz y George Fitzgerald. Cuanto más rápido se mueva un objeto en relación con el observador, más se contraerá desde la perspectiva del observador. Este efecto es tan pequeño que es insignificante a velocidades que los humanos puedan encontrar en la vida diaria, pero en los objetos que se mueven a una fracción apreciable de la velocidad de la luz se vuelve más notable.
El fenómeno de la contracción de longitud es una consecuencia de una relatividad especial. Según la teoría de la relatividad, la velocidad de la luz en un vacío (aproximadamente 300,000 kilómetros, o 186,000 millas, por segundo), o C, siempre es constante para todos los observadores. Contraintuitivamente, este sigue siendo el caso de la luz emitida por una fuente que se mueve de la Pperspectiva de un observador.
Supongamos que se lanza un objeto en la dirección de viajar desde una nave espacial que se mueve a 5 kilómetros por segundo (kps) en relación con la tierra, lo que lo impulsa lejos del barco a 1 kps. Un observador en el barco lo percibirá como alejarse a 1 kps, mientras que un observador en la tierra lo percibirá en movimiento a 6 kps. Si se enciende una luz externa en el barco, el observador en el barco detectará la luz que se aleja del barco en C, pero el observador en la Tierra también percibirá la luz que se mueve en C, no C más la velocidad del barco.
El resultado es que el momento preciso en el que la luz del barco alcanza una ubicación dada variará para diferentes observadores dependiendo de su velocidad en relación con la nave espacial. En consecuencia, no estarán de acuerdo con qué otros eventos ocurrieron en ese mismo momento. Esto se llama la relatividad de la simultaneidad.
como tLa suya se relaciona con la longitud detectada de un objeto se explica comúnmente en el siguiente experimento de pensamiento. Imagine una fila de relojes sincronizados, donde cada reloj puede medir cuando el extremo izquierdo y derecho de un objeto en movimiento pasa frente a él. Después de que un objeto pasa más allá de la fila de relojes, un observador puede determinar su longitud calculando la distancia, dos relojes tendrían que ser entre sí para el extremo derecho del objeto para alcanzar un reloj en el mismo instante, el extremo izquierdo alcanza el segundo reloj.
Dos observadores que comparten un marco de referencia estarán de acuerdo en la longitud. Sin embargo, a medida que la medición se basa en la cual los eventos ocurren simultáneamente, los observadores en movimiento en relación entre sí no estarán de acuerdo en la longitud. Cuanto mayor sea la velocidad de un observador en relación con los relojes, más sus mediciones diferirán de las de un observador en reposo en relación con ellos.
El efecto de la contracción de longitud crece a velocidades más altas. Un objeto que se mueve 0.05c (5 por ciento de la velocidad de LIt), alrededor de 14,990 kilómetros (9,314 millas) por segundo, parecerán muy ligeramente acortados a un observador estacionario, aproximadamente el 99.87 por ciento de su longitud en reposo si está orientado paralela a la línea de su movimiento. La longitud vista por el observador se contrae al 97.79 por ciento de su longitud en reposo a 0.2C, 91.65 por ciento a 0.4c y 71.41 por ciento a 0.7c. A 0.9c, la longitud detectada del objeto se reduce a 43.58 por ciento, y a 0.999c se contrae a solo 4.47 por ciento. Más cerca de la contracción C crece aún más extrema, aunque la longitud nunca se contrae a cero.
Si hay un observador que viaja con el objeto, este observador no percibe que el objeto se contraiga porque, desde su perspectiva, la velocidad relativa del objeto es cero. En el marco de referencia de ese observador, el objeto es estacionario, mientras que el resto del universo está en movimiento en relación con el observador, por lo que desde la perspectiva de ese observador es el resto del universo el que se contrae.
El cambio en la longitud medida de un objeto que se somete a la contracción de longitud difiere de cómo el objeto realmente aparecería visualmente, como lo ve el ojo humano o una cámara, porque un objeto que se mueve lo suficientemente rápido como para producir una contracción de longitud notable se mueve a un porcentaje significativo de la velocidad de su propia luz. A tales velocidades, los fotones emitidos desde diferentes partes del objeto al mismo tiempo llegarán al observador en momentos apreciablemente diferentes, distorsionando la apariencia visual del objeto. Por lo tanto, un objeto que se mueve hacia un observador a alta velocidad se distorsionaría para que realmente pareciera más tiempo para la inspección visual a pesar de la contracción de longitud. Un objeto que se aleja del observador se vería más corto debido al mismo efecto de retraso de tiempo, además de la contracción de longitud real, y un objeto que pasa el observador parecería estar asqueado o rotado.