Para describir el trasfondo del espacio-tiempo tenemos que mirar cómo se desarrolló la relatividad general.
Problema de acción a distancia y velocidad de la luz.
Aristóteles creía que la fuerza solo podía aplicarse por contacto; fuerza a distancia siendo imposible.
- ¿Cuál es la relación entre tiempo y gravedad? ¿Cómo varía el tiempo con la gravedad?
- ¿Se conservan la energía y el impulso en presencia de la gravedad?
- ¿Qué PDE es el más difícil de resolver?
- En el modelo de "tela" del espacio-tiempo, cuando las lunas giran alrededor de un planeta, o los planetas orbitan alrededor del sol, ¿no caen en el cuerpo más grande?
- ¿Un agujero negro contiene metales pesados?
Movimiento gravitacional por acción instantánea a distancia. Newton y otros científicos siempre se habían molestado porque la gravedad parecía actuar “a distancia”, una influencia mágica en el espacio vacío.
La teoría de la gravitación de Newton tuvo mucho éxito. Las primeras teorías de la electricidad y el magnetismo se basaron en el modelo de gravedad newtoniano, es decir, se basaron en la premisa de que los objetos aislados que se mueven en el vacío del espacio vacío ejercen fuerzas entre sí, incluso cuando están separados por cierta distancia.
“La teoría de la electrodinámica de Maxwell, basada en fuerzas que actúan sobre distancias insensibles, demostró ser tremendamente exitosa. Los elaborados y complicados mecanismos materiales que Maxwell concibió originalmente para encarnar las relaciones matemáticas del campo eventualmente retrocedieron en su pensamiento, a medida que se concentró cada vez más en consideraciones puramente abstractas basadas en la energía “.
“Después de rastrear la acción del medio circundante, tanto las atracciones y repulsiones magnéticas como eléctricas, y descubrir que dependen del cuadrado inverso de la distancia, naturalmente nos llevamos a preguntar si la atracción de la gravitación, que sigue la misma ley de la distancia, no es también rastreable a la acción de un medio circundante. Sin embargo, Maxwell señala que existe una paradoja causada por la atracción de cuerpos similares. La energía del medio debe ser disminuida por la presencia de los cuerpos y Maxwell dijo “Como no puedo entender de qué manera un medio puede poseer tales propiedades, no puedo ir más lejos en esta dirección buscando la causa de la gravitación”.
“Más precisamente, requirió que la ley que gobierna la propagación de la acción gravitacional sea covariante de Lorentz y que las fuerzas gravitacionales se transformen de la misma manera que las fuerzas electromagnéticas”.
Poincaré, en un artículo en julio de 1905, sugirió que todas las fuerzas deberían transformarse de acuerdo con las transformaciones de Lorentz.
Precesión del perihelio de mercurio
“Un problema de larga data en el estudio del Sistema Solar fue que la órbita de Mercurio no se comportó como lo requieren las ecuaciones de Newton”.
“La mayor parte del efecto se debe a la atracción de los otros planetas, pero hay un efecto medible debido a las correcciones a la teoría de Newton predichas por la Teoría General de la Relatividad“.
En 1907, Einstein estaba preparando una revisión de la relatividad especial cuando de repente se preguntó cómo tendría que modificarse la gravitación newtoniana para adaptarse a la relatividad especial.
Principio de equivalencia
“Los experimentos realizados en un marco de referencia de aceleración uniforme con aceleración a son indistinguibles de los mismos experimentos realizados en un marco de referencia no acelerador que está situado en un campo gravitacional donde la aceleración de la gravedad = g = -a = intensidad del campo de gravedad”.
Antes de Einstein, Hilbert había presentado un documento sobre los fundamentos de la física que también contenía las ecuaciones de campo correctas para la gravitación. Leer más sobre EINSTEIN Y HILBERT
El principio de equivalencia ha resultado:
1- Una forma de establecer este principio fundamental de la relatividad general es decir que la masa gravitacional es idéntica a la masa inercial.
2- Una de las implicaciones del principio de equivalencia es que, dado que los fotones tienen impulso y, por lo tanto, se les puede atribuir una masa inercial, también deben tener una masa gravitacional. Por lo tanto, los fotones deben ser desviados por la gravedad. También se les debe impedir escapar de un campo de gravedad, lo que lleva al desplazamiento rojo gravitacional y al concepto de un agujero negro. También conduce a efectos de lentes gravitacionales.
3- Si bien atribuir una especie de “masa efectiva” al fotón es una forma de describir por qué la trayectoria de la luz está doblada por un campo de gravedad, el enfoque de Einstein en relatividad general es asociar una masa con una curvatura del espacio-tiempo, es decir La existencia de una masa producirá una curvatura en el espacio-tiempo a su alrededor.
4- Desde el punto de vista de que la luz seguirá el camino más corto, o sigue una geodésica del espacio-tiempo, entonces si el Sol curva el espacio a su alrededor, entonces la luz que pasa al Sol seguirá esa curvatura.
¿Cómo importa el efecto de curvatura? La materia siempre quiere viajar en línea recta: nos referimos a la línea más corta que une dos puntos. Para un espacio plano que es en línea recta. Pero para una superficie de una esfera que es curva, la línea más corta es geodésica.
La Conferencia Anual Rotman 2017, Cosmología y el futuro del espacio-tiempo, se celebró aquí en Western del 12 al 14 de junio.
http://www.rotman.uwo.ca/videos-…
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