¿El experimento de Ligo prueba la existencia del espacio-tiempo o demuestra que el espacio-tiempo es el responsable de la gravedad?

El concepto de espacio-tiempo es complicado: no significa que el espacio sea un medio físico sólido tridimensional, ni el tiempo es una dimensión lineal que fluya. Son más bien un concepto matemático / físico de nivel superior que es consistente con las observaciones macroscópicas. Usted ha escuchado que las coordenadas espaciales se contraen y el tiempo se dilata en relatividad especial y general, sin embargo, estas son métricas macroscópicas más o menos válidas. Ningún medio sólido similar al espacio es curvo u ondulado, solo cambian estas métricas matemáticas que usamos para medir las relaciones en el espacio-tiempo, mientras que generalmente podemos contemplarlo como “curvatura” del espacio-tiempo en nuestra noción “plana” típica del espacio. Podemos describir cuantitativamente estos cambios de métrica (cambian en presencia de masa y con velocidad), lo que generalmente se conoce como gravedad, pero no tenemos una explicación válida para ellos.

Sin embargo, la relatividad general afirma razonablemente que el tiempo se ralentiza y que hay más espacio allí en presencia de un objeto masivo (como lo ve un observador externo) y que tiene una confirmación sólida en las observaciones (satélites GPS, lentes gravitacionales, la precesión de Mercurio perihelio …). En este caso, cuando hay un objeto masivo que sigue un camino circular más o menos, sentimos su campo gravitacional retardado que oscila a nuestro alrededor, es decir, nuestra noción local de espacio-tiempo se contrae y dilata periódicamente (observación: esta no es toda la historia, por favor lea al final de este párrafo). Es solo que nuestras métricas teóricas que usamos para medir el espacio-tiempo cambian (las ondas gravitacionales), por lo que podemos observarlo como un efecto real incluso de un evento masivo distante como lo es una fusión de agujeros negros. La energía liberada durante tal evento es enorme (un equivalente de pocas masas solares) y eso significa que la dilatación general del tiempo (que es una medida de energía) causada localmente por los dos objetos masivos no es tan grande como la dilatación del tiempo total causada por el individuo objetos porque al medir la dilatación del tiempo y la contracción del espacio en algún punto del espacio, las métricas no son lineales con la adición de masa (ver la métrica de Schwarzschild y similares). Eso es lo que concebimos como ondas gravitacionales que le quitaron mucha energía a la fusión, ya que las métricas locales allí cambiaron de forma no lineal con respecto a las masas involucradas en el proceso.

El mayor éxito de LIGO es que captó con éxito la firma esperada de la dinámica teóricamente predicha de una fusión de agujeros negros, por lo que garantiza aún más la validez de la relatividad general en un rango de observaciones. (Observación: una vez más, esto no significa que la teoría sea completamente válida para todos los escenarios posibles; lo que ya sabemos que no es, tampoco prueba que el espacio-tiempo sea un medio físico real).

De todos modos, esta fue solo mi opinión y confronta ligeramente la concepción arraigada (errónea) del espacio-tiempo como un medio cuatridimensional predeterminado: es un gran desconocido, básicamente no sabemos qué espacio y tiempo son distintos de estas métricas macroscópicas virtuales. La relatividad general es solo una teoría macroscópica aproximada, pero válida y aplicable en una amplia gama de situaciones. Y finalmente, espero que esta respuesta ayude un poco en primer lugar.

P de AM: “ ¿El experimento de Ligo prueba la existencia del espacio-tiempo o demuestra que el espacio-tiempo es el responsable de la gravedad? Detalles: Sé que el experimento de Ligo demostró que los cuerpos causan agitación del espacio-tiempo, pero ¿qué prueba que la curvatura del espacio-tiempo es la causa de la gravedad?

LIGO está demostrando la existencia de ‘ondas gravitacionales’ o fluctuaciones discernibles en la gravedad causadas por la fusión de singularidades.

Espaciotiempo : “los conceptos de tiempo y espacio tridimensional considerados como fusionados en un continuo de cuatro dimensiones”. El espacio-tiempo es un invento intelectual, un concepto de teoría de la relatividad en un intento de explicar. El espacio-tiempo es una herramienta / concepto intelectual que nos ayuda a comprender. El espacio-tiempo es diferente a la gravedad o las ondas gravitacionales que son el resultado de la masa / materia que realmente existe y es la causa de la ‘gravedad’.

Sin Einstein y su teoría, quizás el espacio-tiempo y su concepto no existirían; de hecho, el espacio-tiempo no existía y no afectaría nada si no existiera … si solo existiera el espacio, la materia y la gravedad, lo mismo sería.

Pero la materia, la gravedad y las ondas gravitacionales existen independientemente, con o sin Einstein y Spacetime. Einstein predijo y explicó a través de la relatividad general y su espacio-tiempo como una herramienta para ayudar a comprender la interacción materia / masa a través de la gravedad.

Confusión: no todos piensan que es así. Muchos creen que el espacio-tiempo es el ‘tejido’ del universo, como si fuera una entidad / fuerza física real, etc. Allí se produce la confusión sobre el universo.

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LIGO demostró que existen ondas gravitacionales. La predicción de que deberían existir ondas gravitacionales se hizo a partir de la teoría de la Relatividad General, que postula un espacio-tiempo cuya distorsión causa la fuerza que llamamos gravedad.

La existencia de ondas gravitacionales no prueba nada, per se. Pero la predicción de algo que nunca se ha observado, y que luego se observa, se considera normalmente como una de las pruebas más poderosas para una teoría. Una teoría siempre explicará una serie de hechos conocidos, y la Relatividad General lo hace. Pero hacer una predicción de algo nunca visto, y tener esa predicción confirmada, es un orden diferente de confirmación.

LIGO por lo tanto mueve la Relatividad General varios pasos como una teoría plausible del universo. Y esa teoría dice que la gravedad es un efecto del espacio-tiempo curvo.

Los resultados recientes de LIGO son evidencia adicional que respalda la teoría de la relatividad general de Einstein en la que el espacio-tiempo curvo es responsable de la gravitación.

La evidencia experimental nunca prueba que una teoría sea correcta, simplemente se agrega al cuerpo de evidencia que respalda la teoría. En el caso de GR ya había muchas pruebas para apoyarlo y ninguna para refutarlo.

El resultado LIGO es importante porque fue la primera vez que se observaron directamente ondas gravitacionales, una predicción de GR. Anteriormente había evidencia indirecta de ondas gravitacionales, pero no había detección real de las ondas.

No. El espacio-tiempo seguramente existirá por el hecho de que vivimos en él. (aunque aquí podrían surgir algunas preguntas filosóficas, más que científicas)

LIGO demostró la existencia de ondas gravitacionales , lo que confirma aún más la teoría de la relatividad general de Einstein y confirma que la gravedad es básicamente la curva del espacio-tiempo.

La reciente observación de LIGO es simplemente la guinda del pastel (muy dulce). Todos los fragmentos fundamentales de la relatividad general, así como un buen número de predicciones más exóticas, se habían probado en experimentos anteriores y no había dudas serias de que era básicamente correcto. Ciertamente, muchas teorías en competencia (incluida la gravedad newtoniana) se han descartado o solo pueden ser correctas para los valores de los parámetros que los hacen indistinguibles de GR a la precisión experimental. Ver Pruebas de relatividad general – Wikipedia.

El experimento LIGO es más evidencia de que las matemáticas derivadas de la teoría de la relatividad general son ciertas. No avanza ningún conocimiento. No agrega nada a lo que aún se desconoce con respecto al modelo que retrata la relatividad general.

La comprensión de Newton de la gravedad mostró que dos objetos separados por el espacio-tiempo vacío crean una fuerza entre sí. No pudo conciliar esto y declaró que dependerá de los futuros investigadores responder a este problema inherente.

Luego viene Einstein con la relatividad general y muestra que los dos objetos separados existen en el espacio-tiempo y que el mecanismo de acción para la gravedad es la masa del objeto que tiene la capacidad de “doblar” el espacio-tiempo.

Einstein vio los problemas con su propia teoría:

1) ¿Cuál es el mecanismo exacto por el cual la masa de un objeto dobla el espacio-tiempo a su alrededor? y 2) Si el espacio-tiempo puede doblarse … ¿De qué está compuesto exactamente el espacio-tiempo? ¡No puede ser nada! Einstein: éter y relatividad

El experimento LIGO no hace nada para ayudar a obtener una comprensión más profunda de la gravedad porque no agrega nada para resolver los dos problemas inherentes mencionados anteriormente.

La teoría del todo de Gordon resuelve ambos problemas y deriva tanto la ley de Newton como la teoría de la relatividad de Einstein. La Teoría de todo de Gordon deriva la forma en que los postulados de la relatividad general llegaron a existir. Al hacerlo, las matemáticas siguen siendo las mismas, pero el Modelo Gordon corrige el modelo actual retratado por la teoría actual al completar los componentes que faltan y que forman la base de la física.

LIGO confirmó la existencia (y propiedades) de las ondas gravitacionales, según lo predicho por la teoría de la Relatividad General (GR) de Einstein, que describe la gravedad como el efecto de la masa en el espacio-tiempo. Ninguna teoría puede ser “demostrada como correcta”, pero le reto a que encuentre otra explicación para todos los fenómenos medidos que son exitosamente explicados por GR.

Gracias por preguntar. Quizás esto ayude a comprender la relación de la energía gravitacional (conservadora en la ubicación de la masa) y la energía de la onda gravitacional (dispersiva) frente al vacío.

La respuesta de Americo Perez a ¿Es el espacio-tiempo realmente plano (una hoja) o esta imagen lo representa con mayor precisión?

No estoy seguro de que el experimento haya demostrado algo todavía, pero restringe un poco las teorías. Incluso con el descubrimiento de la partícula de Higgs, la gravedad no se explica completamente.