¿Qué es la tela espacio-tiempo? ¿Cómo se relaciona con la gravedad?

Vamos a dejar en claro que el término “tela” se utiliza para que el concepto sea fácil de entender. Todos nos movemos en 3 dimensiones, donde tenemos libertad para avanzar o retroceder, ya sea hacia los lados y hacia arriba o hacia abajo. Nuestro movimiento siempre es medible en todas estas 3 direcciones y juntas se llaman “Espacio”. El tiempo también se considera una dimensión donde solo podemos avanzar y no retroceder. Entonces, en cierto modo, existimos en 4 dimensiones, que juntas se llama espacio-tiempo. Cuando hablamos científicamente de las cuatro dimensiones juntas, se denomina tejido espacial-temporal.
Aquí hay una analogía que me ayudó a entenderlo. Cuando conduzco un automóvil, puedo avanzar o retroceder, izquierda o derecha (2 dimensiones). Cuando vuelo en un avión, puedo subir o bajar, adelante o atrás, izquierda o derecha (3 dimensiones). No importa dónde y cómo viaje, siempre avanzo en el tiempo y nunca retrocedo en el tiempo. Entonces, cuando conduzco, conduzco en 3 dimensiones de espacio-tiempo y cuando estoy volando en 4 dimensiones de espacio-tiempo.

Ahora la gravedad es un concepto que se atribuye a cualquier objeto que tenga masa. Considere una sábana que se estira y se suspende en el aire desde sus cuatro esquinas. Cuando coloca una pelota de golf sobre ella, curva la sábana a su alrededor. Cuando le colocas una pelota de tenis, estira la sábana un poco más y cuando le colocas una pelota de fútbol, ​​se curva aún más. El espacio-tiempo es como una sábana estirada (de ahí la tela) en la que existen la tierra, el sol, las estrellas, etc. Estos objetos curvan la hoja más si son pesados ​​y menos si son livianos. Por lo tanto, cuanto mayor es la masa de un objeto, mayor es su gravedad y más curva el espacio-tiempo. Mira este video. Es el mejor experimento que he visto que puede ayudarlo a comprender qué es el espacio-tiempo, cómo la gravedad lo afecta y por qué los objetos en el espacio se mueven de la manera en que lo hacen.

En primer lugar, el espacio-tiempo no es un tejido. El espacio y el tiempo no son ‘cosas’ tangibles de la misma manera que lo son el agua y el aire. Es incorrecto pensar en ellos como un “medio” en absoluto. Ningún físico o astrónomo versado en estos temas considera el espacio-tiempo como un medio verdaderamente físico, sin embargo, esa es la forma en que nuestras mentes prefieren conceptualizar este concepto, y lo ha hecho desde el siglo XIX. En aquel entonces los físicos hablaban de un éter. Hoy sabemos que los éteres del tipo que se comportan como un medio físico simplemente no están presentes.

Realmente no sabemos qué es el espacio-tiempo, aparte de dos pistas proporcionadas por la mecánica cuántica y la relatividad general. La relatividad general desarrollada por Albert Einstein dice, y esta es una cita directa de Einstein, que

“El espacio-tiempo no reclama la existencia por derecho propio, sino solo como una cualidad estructural del campo [gravitacional]” .

A eso se suman los comentarios de teóricos como el premio Nobel Steven Weinberg

“Las coordenadas de espacio y tiempo son solo cuatro de los muchos grados de libertad que necesitamos, para especificar una teoría coherente. Lo que vamos a tener [en cualquier futura Teoría del Todo] no es tanto una nueva visión del espacio y el tiempo , pero una falta de énfasis en el espacio y el tiempo “,

Un co-inventor de la teoría de la supercuerda, Michael Greene, expresa una opinión similar:

“En la teoría de la gravedad, realmente no se puede separar la estructura del espacio y el tiempo de las partículas que están asociadas con la fuerza de la gravedad [como los gravitones]. La noción de una cadena es inseparable del espacio y el tiempo en el que se mueve.”.

Estas son citas del libro de Paul Davis “Superstrings: A Theory of Everything?”

Finalmente, como señaló Einstein “El espacio y el tiempo son modos en los que pensamos, no condiciones en las que existimos”, que es también una opinión expresada en 900 dC por el físico árabe Ikhwan al-Sufa, “El espacio es una forma abstraída de la materia y existe solo en la conciencia “.

Entonces, la pregunta sobre qué sucede con el espacio-tiempo cuando una partícula se mueve a través de ella a una velocidad cercana a la de la luz se responde diciendo que esta es una pregunta incorrecta. ¡El hecho de que el cerebro pueda construir una pregunta no significa que la pregunta tenga una respuesta física!

Se supone que la gravedad es causada por la curvatura del espacio-tiempo. De modo que no tengo ninguna idea sobre el ‘tejido’ del espacio-tiempo. ¿Qué es? Se habla como si fuera un objeto físico en muchos textos que he leído. “Una lágrima en la tela del espacio-tiempo”. Necesitas algo para rasgar o hacer un agujero, ¿verdad? Un agujero negro giratorio girará espacio-tiempo cerca del horizonte de eventos. ¿Girar qué? También es el medio por el que viajan las ondas gravitacionales. Esto nuevamente requiere (en mi mente) algún tipo de objeto físico, es decir. las ondas sonoras viajan a través del aire: el aire es el objeto físico. Otra cosa desconcertante que he visto varias veces es la idea de que la tela del espacio-tiempo viaja más rápido que c a medida que el universo se expande y lo ha hecho desde el Big Bang. El hecho de que siempre haya sido más rápido que c satisface la teoría de que nada puede CRUZAR la barrera de la luz, pero si el tejido del espacio-tiempo es algún tipo de objeto físico, ¿no tendría masa? ¿Cómo puede algo con masa ir más rápido que c? Eso requeriría energía infinita, ¿no? ¿Un observador (hipotético) que está fuera de nuestro espacio-tiempo vería el universo y todo en él moviéndose más rápido que c (en relación con su posición estacionaria fuera del espacio-tiempo) con el ‘flujo’ de la estructura del espacio-tiempo?

El espacio-tiempo es un modelo matemático que combina tres dimensiones del espacio y una dimensión del tiempo . Es como una hoja de papel que contiene toda la materia.

Bueno, la gravedad es una propiedad que posee el espacio-tiempo . Si un objeto es lo suficientemente pesado como para crear una curvatura en el espacio-tiempo, entonces se dice que posee fuerza gravitacional. Cuanto mayor sea la curvatura, más fuerte será la gravedad.

Espero eso ayude…

El tiempo espacial es la cantidad que no es absoluta y se usa para medir cualquier evento del universo y el espacio-tiempo está relacionado con la gravedad de acuerdo con la relación de la relatividad general.