El concepto Fuerza pertenece a la era de Newton. Pero la relatividad y la mecánica cuántica cambiaron nuestra comprensión de la fuerza, que es considerable en la física moderna.
La relatividad general es la teoría geométrica de la gravitación y la descripción actual de la gravitación en la física moderna.
En la relatividad general, el universo tiene tres dimensiones de espacio y una de tiempo, y al unirlas obtenemos espacio-tiempo de cuatro dimensiones, cuya gravedad es un efecto emergente de la curvatura espacio-tiempo asociada con las distribuciones de energía. Como dijo Einstein: “la materia le dice al espacio cómo doblarse; el espacio le dice a la materia cómo moverse “.
- Las leyes de la mecánica de Newton y la relatividad de Einstein no concuerdan, ¿por qué?
- ¿Qué dentro de la tierra genera gravedad?
- ¿Es la aceleración igual a la gravedad?
- ¿Cuál es la diferencia entre potencial gravitacional y otro potencial?
- ¿Por qué nuestra Luna se mueve más lejos de la Tierra a medida que se acelera, pero Phobos se acelera a medida que se acerca a Marte?
“La primera forma en que detectamos los agujeros negros es por su influencia gravitacional y la segunda forma es observando la materia que cae en el agujero negro”.
“Ilustración del horizonte que rodea el agujero negro. Los agujeros negros están representados por el pequeño punto pesado, los rayos de luz o las trayectorias de partículas que cruzan la línea punteada no pueden volver a cruzarlo “.
Cuando la gravedad actúa sobre el fotón, la energía del fotón aumenta y su frecuencia también aumenta (o disminuye). En el turno rojo el trabajo es negativo (la frecuencia disminuye) y en el turno azul el trabajo es positivo (la frecuencia aumenta). Cuando el fotón abandona el campo gravitacional, cambia a rojo y cuando el fotón cae, cambia a azul. Cuando la luz se mueve en el espacio y no hay efecto gravitacional, el camino de la luz es lineal. Ahora supongamos que la luz se mueve en el campo gravitacional de un cuerpo masivo. La gravedad funciona en eso.
Luz en campo gravitacional
Si los movimientos en el espacio no tienen efectos gravitacionales, los fotones se mueven linealmente con la velocidad de c (parte superior de la Figura). Pero el espacio está lleno de gravitones. Entonces, los caminos de los fotones son como el lado derecho de la Figura.
El lado izquierdo de la figura muestra que un fotón se mueve en un campo gravitacional de un cuerpo masivo.
En el punto A, el fotón tiene la velocidad c, la frecuencia v y la energía E que llega al punto A. El campo gravitacional actúa sobre el fotón, algunos gravitones entran en la estructura del fotón. El fotón acelera hacia el cuerpo masivo. Su frecuencia, energía y velocidad aumentan.
En el punto B, el fotón tiene una frecuencia v1, energía E1 y velocidad de c1. Durante el tiempo que cae el fotón, la distancia entre el fotón y el cuerpo disminuye, hasta que alcanza el punto G. En el punto G, la frecuencia, la velocidad y la energía son máximas para este fotón. Cuando el fotón alcanza el punto F ‘, es lo mismo que el punto F, y así sucesivamente. En el punto A ‘, es lo mismo que el punto A.
El comportamiento de los fotones y los campos gravitacionales es el mismo que el de la primavera y los objetos. En el lado izquierdo de la figura de arriba, cuando un fotón está cayendo, cambia a azul y la fuerza de gravedad se convierte en energía. Cuando el fotón se escapa de un cuerpo masivo, cambia a rojo y la energía se convierte en fuerza de gravedad.
En el modelo estándar, las partículas de materia transfieren cantidades discretas de energía mediante el intercambio de bosones entre sí.
Leer más: ¿Por qué todo lo que tiene masa tiene un campo gravitacional?
Si la gravedad es solo el efecto que el espacio-tiempo curvo tiene sobre la materia (y no es realmente una fuerza, solo un subproducto de esta curvatura), entonces ¿por qué son necesarios los gravitones como portadores de fuerza (mediadores)?
¿Qué principio puede potencialmente sustituir 4 fuerzas fundamentales en física? ¿Es el principio de menor acción?
