¿Podemos representar otras tres fuerzas fundamentales como curvatura en el espacio-tiempo como la fuerza gravitacional? Si no, ¿por qué?

No podemos.

Y la razón es que mientras que la gravedad es universal , las otras fuerzas no lo son.

Lo que significa es que la gravedad obedece al principio de equivalencia débil: todas las formas de materia responden a la gravedad de la misma manera (según lo determinado por su tensor de tensión-energía-momento) independientemente de su composición material. Otra forma de verlo es que la cantidad que determina cómo responde un objeto a la gravedad (para una partícula puntual, su masa) y la cantidad que determina cómo un objeto resiste una fuerza son uno y el mismo.

Esto nos permite eliminar todas las propiedades del material de las ecuaciones de movimiento, dejando una geometría pura.

Este no es el caso con las otras fuerzas. Tome un electrón y un positrón, por ejemplo: misma masa, pero carga opuesta. Entonces responden de manera bastante diferente, por ejemplo, al mismo campo electrostático.

Entonces, si usáramos la geometría del espacio-tiempo en la que las trayectorias de los electrones son geodésicas, las trayectorias de los positrones no lo serían, y viceversa.

Dicho esto, es posible utilizar las herramientas de geometría para representar otras fuerzas. Pero no va a ser la geometría del espacio-tiempo, sino más bien una geometría abstracta de algún tipo que afecta solo a algunos campos materiales. (Por ejemplo, es posible incorporar el campo electromagnético en la geometría mediante el uso de una llamada derivada covariante, pero solo se aplicará a partículas cargadas; las derivadas de partículas no cargadas se calcularán utilizando un operador de derivada diferente).

Podemos hacer eso con la fuerza EM:

Teoría de Kaluza-Klein – Wikipedia

Fundamentalmente, el reino cuántico no tiene ningún sentido clásico. El ensamblaje de quarks de baja masa en un protón o neutrón mucho más masivo, y ese ensamblaje en realidad es MÁS estable, no tiene sentido clásico. Un sistema más estable DEBE tener una masa más baja, la pérdida de masa representa la “energía de enlace”, una especie de “impuesto” pagado al Universo para mantenerlo en ese estado. Esto funciona para el ensamblaje del núcleo hasta cierto punto, y realmente bien para el electrón que ingresa a un orbital (que es EM puro). Pero incluso el ensamblaje de un núcleo contiene muchas cargas positivas unidas en un volumen muy pequeño, que debería “explotar” según EM para permitirles partir. Finalmente, ni el espacio-tiempo ni la masa tienen mucho sentido en el reino cuántico, ya que rutinariamente (y con mucha precisión) “compactan” el Universo en unas pocas constantes locales.

Es por eso que se buscan otras teorías, que combinen lo mejor de la relatividad general (clásica) y la mecánica cuántica.

Lea la respuesta proporcionada por Viktor Toth antes de leer mi respuesta …

Viktor Toth básicamente separa la gravedad de las otras fuerzas al decir que la gravedad dobla el espacio-tiempo para crear el campo gravitacional mientras que las otras fuerzas no lo hacen. La razón por la que quiero que se lea la respuesta de Viktor Toth es porque … ¿Qué pasa si te digo que un campo gravitacional no se crea al doblar el espacio-tiempo y que la matemática de la relatividad general permanece sin cambios al corregir el modelo?

Diría que ahora existe la posibilidad de que pueda unir la gravedad con las otras fuerzas bajo una teoría unificada. Así que veamos cómo la Teoría del todo de Gordon resuelve unificando todas las fuerzas del universo.

Primero, debemos reconocer que con toda la “física” que se conoce actualmente, nadie sabe cómo se crea CUALQUIER campo de energía. Eso se aplica al campo eléctrico de un electrón, al quark up, a los campos de energía de fuerza fuerte y débil y al campo gravitacional. Con el campo gravitacional, los físicos pueden decir “Oye, sabemos que uno, la masa dobla el espacio-tiempo”. Pero dado que no se conoce el mecanismo exacto de cómo la masa dobla el espacio-tiempo, eso queda para la teoría de todo de Gordon para resolver.

Según la teoría del todo de Gordon, hay tres estados de energía de Gordon. Cada estado de energía de Gordon (G) corresponde a un estado donde el valor de G es 2, 1 o 0 en la ecuación de Dios:

No entraremos en cómo la energía saltó a los estados energéticos más altos de Gordon en el momento del Big Bang para crear partículas “en” el espacio-tiempo, pero solo afirmaré que la energía E0 es la energía del espacio-tiempo, la energía E1 es la energía de la luz, y la energía E2 es la energía de la masa. (Para una breve presentación de la ecuación de DIOS, consulte “¿Por qué el LHC no puede encontrar nuevas matemáticas?”)

Es importante darse cuenta de que no es fácil que la energía se convierta de un estado de energía de Gordon a otro y, lo que es más importante, ya no es posible (después del Big Bang) que la energía E0 del espacio-tiempo se convierta en energía E1 de luz o E1 energía de la luz para convertirse en la energía E0 del espacio-tiempo. Si eso fuera posible, no tendríamos las leyes de conservación de la energía y conservación del impulso.

Entonces, la mayor parte de la energía en el universo permanece como la energía E0 del espacio-tiempo. La creación de un campo de energía es el resultado de una coexistencia de energía E1 / E2 con la energía E0 del espacio-tiempo. Para las fuerzas bien descritas por la teoría cuántica de campos, la interacción de la energía E1 / E2 se basa en los componentes internos de energía en movimiento de la partícula. Esta interacción de la energía E1 / E2 con la energía E0 del espacio-tiempo crea una “condición” para existir “en” el espacio-tiempo. Las partículas compiten para crear esta condición. Si la condición ya existe, aumentar la cantidad de esa condición en el mismo espacio-tiempo dará como resultado una fuerza que se desarrolla para repeler esas partículas que intentan crear la misma condición en el mismo espacio-tiempo. Debería ser obvio que un campo eléctrico positivo revierte la condición que normalmente establece el campo eléctrico negativo en el espacio-tiempo y viceversa.

Dado que las fuerzas E / M, fuertes y débiles están asociadas con la energía de movimiento interno de las partículas, estas fuerzas están asociadas con las partículas transportadoras a medida que las partículas intercambian energía.

La fuerza gravitacional no se basa en los componentes de energía interna en movimiento de las partículas que contienen masa, se basa en la energía E2 coexistente con la energía E0 del espacio-tiempo. La teoría de todo de Gordon también muestra que la energía E2 de una masa que contiene partículas se extiende literal y físicamente infinitamente hacia afuera. Por lo tanto, no TODA la masa está contenida dentro de una partícula limitada. Así es como la energía E2 de una partícula crea un campo gravitacional que se extiende infinitamente hacia afuera.

La energía E2 coexistente en la energía E0 del espacio-tiempo debe crear dos gradientes de energía competitivos, uno es la energía E2 de la partícula y el otro es la energía E0 del espacio-tiempo. La colocación de energía E2 dentro de la misma región del espacio-tiempo creará una fuerza repulsiva. Sin embargo, cuando la energía E2 coexiste “en” el espacio-tiempo, disminuye el porcentaje de energía E0 en el contenido de energía total (energía E0 y E2) en esa región del espacio-tiempo. El gradiente de energía E0 es exactamente igual y opuesto al gradiente de energía E2 y el gradiente de energía E0 crea una fuerza atractiva entre las dos partículas.

Si estos gradientes de energía energética deben ser iguales y opuestos, entonces ¿por qué existe la fuerza de la gravedad atractiva? La razón es porque hay una ligera discrepancia de lo que cada gradiente de energía “ve” como distancia y por eso el gradiente de energía E0 gana un poco. Es por eso que la gravedad es mucho más débil que las otras fuerzas.

Ahora podemos ver que si ignoramos el espacio-tiempo existente como energía E0, podemos aplicar las matemáticas solo al gradiente de energía E2 y decir que estas matemáticas representan la curvatura del espacio-tiempo. Esta es la razón por la cual la matemática de la relatividad general es correcta mientras que el modelo carece por completo de una comprensión básica de lo que está sucediendo.

Si usted es un físico que lee esto, tome nota, interese y preste atención. Por lo menos, dale a mi libro la lectura seria que requiere para comprender. Les aseguro que el Modelo Gordon y la Teoría del Todo de Gordon está a punto de introducir la física en una nueva era de iluminación. Todavía estoy esperando a mi Max de Maxine Planck.

Mi visión de vanguardia minoritaria es que pueden serlo, pero requiere una nueva geometría discreta de espacio-tiempo con grados adicionales de libertad para hacerlo.

De hecho, esta geometría ya existe y hace uso de un nuevo sistema de números, el sistema de números probable que unifica el espacio y el tiempo de una manera primaria integral que los sistemas de números en uso actual por la física (sistemas de números reales y complejos) no logran, Esta nueva geometría de escala de Planck también tiene el potencial de revelar un camino hacia la gravedad cuántica y unificarla con el electrodébil y las fuertes fuerzas nucleares.

Si esto ha despertado su interés, puede obtener más información en

La respuesta de Martin Hauser a ¿Qué son las dimensiones temporales múltiples y cuál es su relación con las geometrías impredecibles?

No, porque la curvatura ya se experimenta como la gravedad. Sin embargo, hay cosas de orden superior a la curvatura. En pocas palabras: esto ha sido pensado y las matemáticas no funcionan. No es un enfoque útil.

Sin embargo, puede ser que las otras tres fuerzas fundamentales sean cómo experimentamos otras dimensiones además de los 3 + 1 del espacio-tiempo. Este es el concepto que la teoría de cuerdas está explorando.

En este momento: nadie lo sabe.

Según tengo entendido, no los representamos porque la gravedad es la más fundamental. La fuerza electromagnética hace que las cosas se atraigan o repelen, pero estas son solo cargas o al menos cuerpos cargados. Por otro lado, la gravedad afecta todo: la información siempre se ve afectada por la gravedad (luz o cualquier masa que se te ocurra) a pesar de que esa fuerza puede ser muy débil. Otro rasgo especial de la gravedad es que, como insinué antes, siempre es atractivo. Esto hace que, en mi opinión, sea la propiedad más interesante de la gravedad. Se puede hacer que las cargas se escapen, mientras que con la gravedad eso no es posible.

Otra razón podría ser que la gravedad puede explicarnos (no con nuestras teorías actuales, probablemente) el origen del universo.

Eso es todo lo que puedo pensar.

No tengo ninguna respuesta definitiva en esta etapa. Pero, creo que debería ser posible representar todas las fuerzas como curvaturas en SpaceTime, si permitimos que SpaceTime tenga “nudos y enganches”.

En la ilustración de la fuerza gravitacional basada en el trampolín, podríamos decir que el trampolín tiene “nudos y ganchos”, lo que puede afectar la curvatura del trampolín según la estructura de la masa que cae sobre el trampolín. Es probable que un ave alada afecte el trampolín de manera diferente que una pelota simple.

No estoy seguro de cuán rentable o beneficioso puede ser este enfoque.

Quizás. Me gusta tratar de imaginar esas cosas geométricamente. El espacio-tiempo necesita ser redefinido para incluir más dimensiones y fundamentalmente diferentes. Encontrar una correspondencia cercana entre un modelo y la realidad no prueba que la realidad esté bien descrita por ese modelo, excepto en el rango en el que se ha probado.

No, debido a la diferente naturaleza del campo y a las diferentes fuentes. Por lo tanto, estamos tratando de encontrar la única gran teoría unificada (GUT), que unifique todas las fuerzas naturales pero aún no.

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