DESPLAZAMIENTO TEMPORAL I

Dentro de los efectos de la relatividad, el más importante sin duda es el Desplazamiento Temporal. La diferencia en la velocidad del flujo del tiempo entre el Espacio-Tiempo Absoluto y el Espacio-Tiempo Aparente se llama Desplazamiento Temporal. El efecto del Desplazamiento Temporal surge entre sistemas de referencia que se mueven entre sí. Más específicamente, el Desplazamiento Temporal se refiere a la diferencia en la velocidad del flujo del tiempo entre el Objeto Fuente y el Objeto Imagen.

Antes de comenzar a ver las animaciones, le recomiendo que lea el libro y se informe sobre este tema. Para comprender lo que se muestra aquí, es necesario tener conocimientos previos sobre temas críticos como "Imagen y Fuente", "Triángulo Doppler", "Tiempo Absoluto", "Tiempo Aparente", y otros similares. Es decir, debe haber leído mi libro de antemano. Las animaciones aquí mostradas no se moverán a ningún lugar y permanecerán disponibles.

CÁLCULO MATEMÁTICO DEL DESPLAZAMIENTO TEMPORAL
En esta animación, vemos cómo llegar al cálculo matemático del Desplazamiento Temporal. En la animación, hay dos Triángulos Doppler contiguos. Estos son los triángulos OAB y OBC. Puede observar el flujo del evento moviendo la barra de desplazamiento. Ahora, describamos el evento en la secuencia de flujo de la animación:

• El avión avanza siguiendo la línea recta AC.
• Cuando el avión está en el punto A, envía la primera señal hacia el observador.
• La señal recorre la línea d0 a velocidad c y llega al observador.
• Cuando la señal llega al observador, este ve el Objeto Imagen del avión en el punto A.
• Durante el tiempo que la señal tarda en llegar al observador, el avión (Objeto Fuente) ha recorrido la línea d1 a velocidad u1 y ha llegado al punto B.
• Prestemos atención al tiempo que tarda el Objeto Fuente en recorrer la distancia d1. Ese tiempo es t0 = d0/c.
• Escribamos las ecuaciones: t0 = d0/c = d1/u1 y t0 = tΔ
• Cuando el avión llega al punto B, envía la segunda señal hacia el observador.
• La señal recorre la línea d2 a velocidad c y llega al observador.
• Cuando la segunda señal llega al observador, este ve el Objeto Imagen del avión en el punto B.
• Durante este tiempo, el avión (Objeto Fuente) ha recorrido la distancia d3 y ha llegado al punto C.
• Prestemos atención al tiempo que tarda el Objeto Fuente en recorrer la distancia d3. Ese tiempo es t1 = d2/c.
• Prestemos atención: durante el tiempo t1, el Objeto Imagen del avión ha recorrido la distancia d1 y se ha trasladado del punto A al punto B.

Vemos que mientras el Objeto Fuente del avión recorre la distancia d1 en t0 = d0/c, el Objeto Imagen del avión recorre la misma distancia en t1 = d2/c. Esta diferencia entre los dos tiempos nos da el cálculo matemático del Desplazamiento Temporal.

En la figura, se muestra la obtención matemática del Desplazamiento Temporal en orden.

EXPLICACIÓN:
A partir de este punto, veremos cómo ocurre el Desplazamiento Temporal durante movimientos continuos y qué tipo de efectos causa.

Antes de ver la próxima animación, me gustaría informarle al respecto. Estudie el flujo del evento moviendo la barra de desplazamiento.

El Objeto Fuente se representa como un reloj en movimiento.

El reloj, mientras se mueve, envía una señal hacia el observador.

En la animación, cada señal enviada por el reloj está marcada con un número. En este ejemplo, el reloj está enviando la señal número 7.

En el momento en que el reloj envía la señal, como se muestra, un marcador se coloca en la ubicación actual del reloj. La manecilla roja del marcador indica el tiempo en que la señal fue enviada, el número muestra a qué señal pertenece, y la ubicación muestra desde qué punto fue enviada.

En el ejemplo anterior, el Objeto Fuente envía la señal número 7 a las 1:13:00, y en ese momento un marcador se coloca en el punto donde la señal fue emitida. Cuando la señal número 7 llega al observador, este ve el Objeto Imagen en la posición donde se encuentra el marcador número 7. En este momento, el observador ve que el reloj en el Objeto Imagen marca las 1:13:00.

De este modo, hemos visto el principio de funcionamiento de la próxima animación. Si la señal número n ha llegado al observador, este verá el Objeto Imagen del reloj en la posición del marcador número n y la hora indicada por la manecilla roja del marcador. Como las señales son continuas, el Objeto Imagen seguirá los marcadores en el orden en que las señales llegan.

ANIMACIÓN DEL DESPLAZAMIENTO TEMPORAL
El principio de funcionamiento de la animación se explicó anteriormente. La velocidad de reproducción de la animación puede variar según su sistema operativo y programas utilizados. Puede optimizar la velocidad de reproducción de la animación utilizando los controles principales.

Controles principales de la animación:
Velocidad de la luz: Reduce o aumenta la velocidad de las señales.
Retardo: Cambia los intervalos de emisión de las señales.
Velocidad de fotogramas: Cambia la velocidad de reproducción de la animación.
Barra de desplazamiento: Cambia la velocidad del reloj (Objeto Fuente).

Explicación de la animación:

Aquí se compara la velocidad del flujo del tiempo en el Objeto Imagen con la velocidad del flujo del tiempo en el Objeto Fuente. Mientras la animación está en reproducción, los dos relojes que se encuentran en la esquina inferior izquierda nos muestran esta comparación. El reloj de la izquierda indica el tiempo en el Objeto Fuente, y el reloj de la derecha indica el tiempo en el Objeto Imagen. El reloj en el Objeto Fuente representa el Tiempo Absoluto, mientras que el reloj en el Objeto Imagen representa el Tiempo Aparente.

Pulse el botón de reproducción para iniciar la animación y verla.

Desplazamiento Temporal

Prestemos atención a las señales que se dirigen hacia el observador; si el Objeto Fuente se está alejando mientras envía señales que el observador recibe, la velocidad del flujo del tiempo en el Objeto Imagen disminuye. Si el Objeto Fuente se está acercando mientras envía señales que el observador recibe, la velocidad del flujo del tiempo en el Objeto Imagen aumenta. Puede observar más claramente la desaceleración y aceleración del tiempo en el Objeto Imagen comparando los relojes en la esquina inferior izquierda.

Desplazamiento de Velocidad

Seguramente ha notado que, si el Objeto Fuente se aleja mientras envía señales que el observador recibe, la velocidad de movimiento del Objeto Imagen disminuye. Si el Objeto Fuente se acerca mientras envía señales que el observador recibe, la velocidad de movimiento del Objeto Imagen aumenta. A este cambio en la velocidad del Objeto Imagen se le llama Desplazamiento de Velocidad. Este efecto relativista expresa la diferencia entre la velocidad del Objeto Imagen y la velocidad del Objeto Fuente.

Olvidé incluir el tema del Desplazamiento de Velocidad en el libro, pero este tema se mostró en la versión 7 de la Ley de Alice. Puede encontrar información actualizada sobre este tema en la sección de publicaciones posteriores al libro.

Observador en Movimiento y Reloj Inmóvil
Si selecciona esta opción desde los Radio Botones en la animación, hará que el observador esté en movimiento y el reloj inmóvil. Sin embargo, lo que encontrará probablemente le sorprenderá. Para interpretar mejor la animación, le recomiendo activar la opción "Mostrar el área del observador". Recuerde la animación "Mujer Sentada en la Silla" en la sección Imagen y Fuente, esa animación le será de ayuda aquí.

En esta opción, está en juego la matemática de (c+v)(c-v). El Objeto Fuente emite sus señales dentro del área del observador. Los puntos donde la señal entra en el área están marcados por indicadores colocados en el área. Observe cómo los indicadores son movidos en la dirección del movimiento por el área del observador. El Objeto Imagen se mueve de acuerdo con los indicadores colocados en el área del observador. De hecho, aunque el observador esté inmóvil y el reloj en movimiento, lo que aquí se describe también ocurre. Sin embargo, cuando el observador y, por lo tanto, su área, están inmóviles con respecto a nuestro sistema de referencia, no es necesario explicar esto de esta manera. Las señales viajarán dentro del área del observador ya sea que este se mueva o no.

VELOCIDAD DEL FLUJO DEL TIEMPO APARENTE
En esta animación, el Objeto Fuente está representado por tres bolas en movimiento dentro de una caja. El principio de la animación es completamente el mismo que en la animación anterior. En lugar de la manecilla del marcador, aquí se utilizan las bolas roja, azul y verde. Los indicadores colocados en el punto donde se emite la señal muestran las posiciones de las bolas en el Objeto Fuente en ese momento. Las bolas en el Objeto Imagen se mueven siguiendo las bolas en los indicadores.

El tema de la animación es cómo el observador ve las bolas (Objeto Imagen) dependiendo de la velocidad de la caja (Objeto Fuente). Aquí se muestra más claramente cómo cambia la velocidad del flujo del Tiempo Aparente. El botón Demo ajusta los valores de configuración de la animación a una posición adecuada para la visualización.

Prestemos atención: si el Objeto Fuente se aleja mientras envía señales que el observador recibe, la velocidad de movimiento de las bolas en el Objeto Imagen disminuye. Si el Objeto Fuente se acerca mientras envía señales que el observador recibe, la velocidad de movimiento de las bolas en el Objeto Imagen aumenta. Así, hemos visto cómo cambia la velocidad del flujo del Tiempo Aparente.