Resumo: Este artigo mostra duas situações bastante simples e análogas em relação ao experimento mental clássico
(conhecido como o ‘Trem de Einstein’) que explica a dilatação temporal e depois aponta uma contradição entre elas.

O Trem de Einstein

É familiar a todo estudante de teoria da relatividade restrita a experiência mental que mostra
a dilatação temporal ocorrendo quando se postula a invariancia da medida da velocidade da luz.
Podemos ver, a seguir, alguns links de sites com exemplos:

O trem de Einstein e a dilatação do tempo:

1- http://acervo.novaescola.org.br/ciencias/fundamentos/einstein-teoria-relatividade-dilatacao-do-tempo-605460.shtml

2- http://www.infoescola.com/fisica/dilatacao-do-tempo/

3-http://alunosonline.uol.com.br/fisica/dilatacao-do-tempo.html

Podemos ver, nestes exemplos clássicos, que o observador que vê o feixe de luz ir e voltar pelo mesmo caminho em seu referencial,
(nestes exemplos o observador que se encontra dentro do vagão onde também se encontra a fonte de luz)
calcula um tempo menor para o percurso da luz do que o observador que observa a luz fazendo um caminho mais longo,
como parte de um “triângulo” (neste caso, o observador na estação).

Por isso, o relógio do observador que está no vagão anda mais devagar em relação ao observador que o que está parado na estação
(que mede um tempo maior para o percurso da luz), de modo que, para ambos, a velocidade da luz seja a mesma (=c).

Este Fenômeno este é conhecido como “dilatação temporal”.
( Resumindo sofre dilatação temporal quem observa a luz fazer o menor caminho, neste caso, quem está dentro do trem em movimento ).

Tudo muito didático e simples. Eis que então surge o Trem Jocaxiano .

O Trem Jocaxiano

O trem jocaxiano nada mais eh que o velho trem de Einstein com um belo furo no chão ! 🙂

Quando o trem passa , uma lanterna, parada no solo da estacao, emite um feixe de luz através do furo e entra no trem em movimento bate no teto espelhado do trem
e volta para a mesma lanterna que emitiu o feixe(se o furo for suficientemente grande).

Ou seja, quando o trem jocaxiano passa, a luz entra pelo furo bate no teto e volta pra lanterna fazendo um vai e volta semelhante
ao Trem de Einstein mas, quem está na estação agora é que observa a luz ir e voltar pelo mesmo caminho (o caminho mais curto!).

Já para o observador que está no vagão em movimento a luz faz um percurso mais longo, como uma parte de “triângulo”.
Ou seja, quem está no vagão em movimento observa um caminho *maior* do feixe de luz do que o observador parado na estação.

Portanto , como os dois observadores devem medir a mesma velocidade para a luz, o tempo, dentro deste Trem jocaxiano,
passa mais rápido do que para o observador que está parado na estação e vê a luz fazer o menor caminho.

Assim, neste caso, sofre dilatação temporal quem está fora do trem em repouso, isto é o tempo passa mais rápido para o observador
no trem em movimento: aquele que observa a luz fazer um caminho mais longo.

Paradoxo

Portanto este experimento mental mostra que temos um paradoxo na relatividade restrita, o mesmo trem físico,
os mesmos observadores, sofrem uma dilatação temporal que depende de onde parte a luz , se de dentro do trem ou fora dele !!

Referencias:
O Paradoxo das Gemeas:
https://social.stoa.usp.br/paradoxosrelat/blog/paradoxo-das-gemeas