¿Puede algo físico en el espacio-tiempo no tener vectores?

El campo gravitacional (no relativista) es un campo escalar; tiene un valor, pero no dirección, en puntos en el espacio. La fuerza gravitacional es el gradiente vectorial de este campo escalar, por lo que tiene una dirección, pero el campo en sí no.

Bien, dices, pero eso no es relativista. ¿Qué pasa con la relatividad?

Bueno, en la mejor teoría que tenemos, la teoría de campo cuántico, la mayoría de los campos son campos de vectores o campos de “spinor” (un tipo extraño de vector que se transforma como la “raíz cuadrada” de un vector ordinario). Pero hay una excepción : el infame campo de Higgs, que es un campo escalar.

¿Qué pasa con la gravedad misma? Bueno, en la relatividad general, la gravedad es un campo tensorial, que es (en términos generales) un campo de pares de vectores.

En lo que respecta a la física fundamental, el único campo escalar verdadero es el campo de Higgs, pero hay muchas descripciones efectivas de fenómenos físicos (incluida la gravedad no relativista) que utilizan campos escalares.

P: ¿Puede algo físico en el espacio-tiempo no tener vectores? – Si algo no tiene vector, o magnitud de dirección, entonces no existe ¿correcto?

Tienes la idea correcta. Un objeto físico, ya sea fermiónico o bosónico, o una combinación de ambos, siempre puede moverse en una dirección.

Pero es fácil dejarse engañar por la terminología. En este caso, los términos “existen” y “vector”. ¿Diría que la libertad puede “existir”? ¿O la felicidad, o tu nombre, o una temperatura? Pero ninguna de esas cosas puede moverse físicamente. Ahora, con la palabra vector, o “magnitud de dirección”, te estás refiriendo a “velocidad”. Pero algo puede ser un vector y no tiene nada que ver con el movimiento. Si no es un vector, podemos llamarlo “escalar”, que es solo un número o magnitud. Estos son los problemas subyacentes a su confusión.

Primero, eliminemos este punto: si algo se mantuviera perfectamente quieto, probablemente diríamos que no tiene velocidad; Pero todavía existe. Sin embargo, en la práctica, sería imposible estar seguro de que se mantiene quieto. Cuánticamente mecánicamente, el principio de incertidumbre lo prohíbe. Lógicamente, podríamos decir que siempre tiene una velocidad, que resulta ser temporalmente cero. De todos modos, esto probablemente no es lo que te confunde.

Los físicos consideran que una cantidad “escalar” (no vectorial) es “real”. El ejemplo estándar solía ser la temperatura. Una temperatura de 40 grados en algún punto de la habitación es un hecho físico real. ¿No estarías dispuesto a decir que “existe”? Si alguien dice “¡hace más de 90 grados hoy! ¡Encienda el aire acondicionado!” no dirías “no te preocupes, eso no es real”, ¿verdad? Pero no existe de la misma manera que una “cosa”, como un termómetro. Por cierto, todas las temperaturas en toda la habitación, juntas, se llama un “campo escalar”. De todos modos, la temperatura es física, pero no es un objeto y no tiene velocidad.

También podemos tener un “campo” vectorial que, de manera similar, no se mueve. Por ejemplo, la dirección a La Meca (para ustedes, musulmanes) está definida en todas partes. Es un vector, una dirección. Es una cantidad “física” que dice algo significativo sobre el mundo real. Pero no es una cosa, lo que se mueve: no tiene velocidad.

La palabra “escalar” puede causar confusión de otra manera. Un bosón de giro cero como el Higgs se llama “escalar”. Pero aquí significa que no hay dirección de giro. Los bosones vectoriales pueden tener un giro 1 y un eje de giro (una dirección). Los bosones escalares y vectoriales pueden, por supuesto, moverse a través de la habitación, girando o no.

Por lo tanto, su comprensión es correcta, pero las palabras se interponen en el camino.

¿Cuál es el vector asociado con la masa o el momento de inercia? ¿Qué pasa con el radio (sin vector), la distancia o el concepto de desplazamiento SR? ¿Qué tal un giro cuántico o carga?

Hay muchas cosas que tienen el “vector” eliminado, sin renunciar a la magnitud.

Sí, por supuesto.

¿Es la dirección de su casa la misma que su casa?

No confunda la descripción matemática de un objeto con el objeto mismo.

Hay al menos tres formas de describir la mecánica sin vectores: cuaterniones, lagrangianos y hamiltonianos.

La física moderna a menudo se describe por otros objetos que no son vectores: formas 1 (gradientes), tensores y spinors.

El campo de Higgs (inercia) es un ejemplo de un campo escalar. Un objeto tiene la misma inercia, no importa en qué dirección lo empuje. Y el campo de Higgs no tiene gradiente (al menos no en el espacio).

No se puede decir que cualquier campo con un gradiente sea realmente escalar.

Un vector es una construcción hecha por el hombre. Es una forma útil de analizar el estado de la mecánica, pero existe en la realidad. Porque la magnitud es cero no significa que el objeto no exista.

El campo gravitacional (sin sentido) es un campo escalar. Pero Newton no estaba en lo correcto. Sin embargo, es mejor que te aferres a la creencia de que lo fue porque si no lo fuera, entonces toda la Física Moderna simplemente será barrida. La gravedad tiene que ver con el movimiento y los vectores. El movimiento de las cargas gravitacionales define el flujo de flujo y el flujo de flujo influye en el movimiento de las cargas.

Cargas gravitacionales y flujo por David Wrixon EurIng en gravedad cuántica explicada

Estás en lo correcto. La duración es un vector en el tiempo, ya sea que lo trates como relativo o absoluto. Tampoco nada puede ser estacionario, ya que eso requiere que esté en cero absoluto, estacionario en relación con todo en el universo e impermeable a la incertidumbre cuántica.

La masa no es una cantidad vectorial, pero la masa existe … aún mejor, ¿existe la materia? ¿Cuál es la dirección de la materia?

La forma de abordar preguntas como esta es revisar su lista de propiedades físicas para ver si puede encontrar un contraejemplo.

Tienes muchas noches sin dormir por delante si esto te molesta, porque siempre hay algún problema molesto en física disponible para perpleja. Pero a medida que aclare sus conceptos erróneos, eventualmente podrá responder preguntas como esa para usted y, como algunos de los coroanos para otros como usted.

Sin vector significa que un objeto físico tan real no tendría movimiento de ningún tipo (vibratorio, lineal, rotacional, oscilante, ……). Nada con masa real es eso todavía.

sí y no, puedes cambiar de fase fuera del universo normal pero aún estar relativamente aquí, y no porque para que algo sea físico significa que es espacio y ocupación y por lo tanto tiene un vector tanto en el espacio como en el tiempo.