Si corro una luz hacia una sonda a 186k ​​millas de distancia, la luz me supera a la sonda por 1 pie. Si me detengo inmediatamente, ¿a qué distancia de la sonda estoy?

La respuesta obvia es 1 pie, pero realmente, el problema no está bien definido. Primero, supongamos que durante la carrera viaja a velocidad constante. Está viajando a velocidades relativistas, por lo que es importante saber en qué marco de referencia está a 1 pie de la sonda. Debido a la contracción de la longitud, mientras corre, la distancia entre usted y la sonda en su marco de referencia es menor que la distancia entre usted y la sonda en el marco de referencia de la sonda.

Quizás su verdadera pregunta es: “Si estoy a 1 pie de distancia de la sonda en mi marco de referencia cuando viajo a la velocidad que hice durante la carrera, ¿a qué distancia de la sonda estoy en reposo en relación con la sonda? “.

A continuación, todas las cantidades están en el marco de descanso de la sonda.

La luz recorrió 186k ​​millas, por lo que la carrera tomó 0.99849 segundos (necesitará la precisión ya que 1 pie es una pequeña fracción de una milla), llamemos a esto [matemáticas] t [/ matemáticas]

Viajaste 186k ​​millas menos [matemáticas] x [/ matemáticas] pies. Todavía no sabemos [matemáticas] x [/ matemáticas], sabemos que está a 1 pie de distancia en su marco de referencia, queremos resolver la distancia en el marco de la sonda. Llamemos a la distancia 186000 * 5280, [matemática] d [/ matemática], medida en pies.

Su velocidad es [matemática] v = \ frac {(d – x)} {t} [/ matemática] pies / segundo

El factor lorentz a esta velocidad es

[matemáticas] \ gamma = \ sqrt {1 – \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}} [/ matemáticas]

1 pie en su marco de referencia es [matemática] x [/ matemática] pies en el marco de la sonda y están relacionados por el factor lorentz

[matemáticas] x = 1 / \ gamma [/ matemáticas]

Esta es ahora una ecuación con un solo desconocido, [matemática] x [/ matemática]. El resto “justo” es álgebra.

Obtengo una ecuación cuártica bastante desagradable para x:

[matemáticas] x ^ 4 – 2x ^ 3d + x ^ 2 (d ^ 2-c ^ 2t ^ 2) + c ^ 2t ^ 2 = 0 [/ matemáticas]

El último término, [matemática] c ^ 2t ^ 2 [/ matemática], podría parecer que tiene diferentes unidades del resto de los términos, pero se multiplica por la constante [matemática] (1 pie) ^ 2 [/ matemática] que vino de ti estando a 1 pie de distancia de la sonda.

No ha proporcionado suficiente información para responder la pregunta. Cuando se trata de relatividad especial, los conceptos de “espacio” y “tiempo” se entrelazan, y ninguno de los dos puede considerarse independientemente del otro. Cuando dice: “la luz me lleva a la sonda por 1 pie”, no ha especificado qué observador ha hecho esa determinación. La respuesta a su pregunta original depende de la ubicación y la velocidad de ese observador con respecto al objetivo.

Parar inmediatamente a esa velocidad te convertiría en algo así como una capa de pintura, prácticamente bidimensional.