Cuando la gravedad dobla el espacio, ¿la luz que lo atraviesa va por un camino más largo que la luz que no se dobló? ¿Habrá un cambio detectable en la fase?

Aunque inicialmente estuve tentado a responder la primera pregunta con un “sí” definitivo, inmediatamente veo la falacia al hacerlo. Para probar esta hipótesis empíricamente se requeriría la existencia de una ruta alternativa de A a B recorrida por la luz no afectada por la gravedad y, por lo tanto, no doblada. Si existiera un camino tan alternativo, al menos en teoría podríamos hacer mediciones que pudieran falsificar la presunción. Pero, de hecho, no existe tal camino alternativo en el espacio euclidiano tridimensional, por lo que tales mediciones son imposibles, salvo en un sentido matemático que no tiene aplicación en el mundo real.

¿A dónde nos lleva eso? Quizás a un resultado extraño. La luz recorre el camino que inevitablemente debe recorrer, y nuestra medición de la distancia recorrida es puramente arbitraria ya que no existe un estándar de comparación. En términos aún más contundentes, esto significa que nuestra descripción de la trayectoria también es arbitraria. ¿Por qué la verdadera trayectoria sería necesariamente una geodésica esférica como predice la relatividad general? Todo lo que realmente sabemos es si nuestras mediciones dan o no el tipo de resultados que estamos buscando. No revelan, y no pueden revelar, el verdadero camino recorrido por la luz.

Eso nos deja en la difícil situación que Kant definió tan bien en su epistemología. Solo hay tres formas de obtener conocimiento según Kant. Continúa describiendo esto como empirismo, razonamiento a priori e intuición. Hemos visto el inevitable fracaso del primero de estos, la experimentación, en este caso particular. La razón puede proporcionar una respuesta, pero no hay garantía de que la respuesta así proporcionada se aplique a nuestro mundo real. Esto deja solo la intuición, que según Kant es el único medio por el cual se puede acceder al conocimiento del mundo de Noumena.

Desafortunadamente, en el mundo de hoy, muchos consideran la intuición con desaprobación y al rechazarla nos deja vacilantes.

La respuesta corta: sí.

La respuesta más larga: probablemente haya confundido causa y efecto. La gravedad se ve típicamente como un efecto del espacio-tiempo doblado por las masas. Si bien la gravedad en sí misma puede doblar el espacio-tiempo (GR es una teoría no lineal, por lo que pueden suceder cosas extrañas), el efecto de la gravedad en el espacio-tiempo es muy, muy pequeño y puede descuidarse con seguridad, excepto en las situaciones más extremas.

Para observar un cambio en la fase, tendría que crear una situación en la que el cambio del espacio-tiempo esté cambiando (!) – si el cambio de fase depende del espacio-tiempo, cambiar el espacio-tiempo debería resultar en un cambio de fase cambiante ( un cambio de fase estático generalmente no es observable). Y tal vez puedas observarlo.

El 14 de septiembre de 2015 lo hicimos. Una onda gravitacional es una ‘onda en el espacio-tiempo’: espacio-tiempo que cambia con el tiempo y crea un cambio en el cambio de fase de un camino de luz que encuentra una onda gravitacional. Esto es precisamente lo que LIGO midió.

Un recordatorio rápido para todos nosotros.

Con suerte, todos hemos visto diagramas que muestran lo que es una gran ruta circular … ¿verdad?

OK … saca un mapa, traza una línea recta desde Los Ángeles a Londres. Dibujarlo a lápiz. Marque 6 u 8 ciudades donde la línea golpeará … (aproximadamente).

Ahora toma un globo … y conecta esas ciudades con una línea recta … No puedo hacerlo … no una línea recta. En su lugar, tome su lápiz o un trozo de cuerda … y simplemente conecte Londres y Los Ángeles.

Una gran ruta circular … la forma en que vuelan los aviones. El más recto (o mejor, o necesario, o más posible, o … o …).

¿Y adivina qué? Simplemente subimos UNA dimensión en nuestra observación. La luz toma el único camino (de esta manera … es diferente a los objetos en masa …) que puede, dadas las circunstancias del tiempo / espacio a través del cual viaja.

Una buena analogía para todos nosotros.

Cuando la gravedad dobla el espacio, ¿la luz que lo atraviesa va por un camino más largo que la luz que no está doblada? ¿Habrá un cambio detectable en la fase?

La gravedad no dobla el espacio. La materia sí. La gravedad no existe. Es solo una guía humana para comprender y simplificar una realidad muy complicada.

Todos los objetos se mueven lo más recto posible en el espacio-tiempo curvo. Significa que no hay otro camino. Si vas lo más recto posible, solo hay una forma de hacerlo.

Una comparación entre la luz que está “doblada” y la luz significa mirar haces de luz que siguen dos caminos diferentes desde el mismo punto inicial.

No veo cómo eso es posible. Todos los fotones entre dos puntos viajan a través del espacio a lo largo de la misma trayectoria.

No creo que la pregunta tenga una respuesta.

Creo que el espacio no se deforma, sino que se colapsa o no se expande completamente y esto da la ilusión de doblarse. Por lo tanto, la distancia es la misma, pero puede haber fluctuaciones en el espacio a su alrededor.

La creación del tiempo, el espacio y la gravedad

Lo hace. Echa un vistazo a las lentes gravitacionales.

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