¿Por qué los objetos con deformación masiva espacio-tiempo?

La pregunta se plantea como una pregunta de “por qué”, por lo que, estrictamente hablando, no tiene una respuesta definitiva. El concepto de masa que hace que el espacio-tiempo se deforme es un postulado sobre el cual se construye el GR de Einstein. Y a partir de hoy, se sabe que GR es consistente con la observación en todas las escalas de longitud más grandes que la escala de Planck, por lo que nosotros (bueno, la mayoría de nosotros) creemos que debe ser correcto. Pero, en principio, puede haber otras teorías, basadas en algunos conceptos diferentes.

Restringiéndonos al reino de la GR de Einstein, una pregunta más apropiada sería “¿cómo los objetos con deformación masiva espacio-tiempo”? Y la respuesta a eso radica en las ecuaciones de campo de Einstein:

[matemáticas]
G _ {\ mu \ nu} = 8 \ pi T _ {\ mu \ nu}
[/matemáticas]
(Se puede agregar un término cosmológico constante).

Esta es una ecuación tensorial con 10 componentes independientes. El tensor de la izquierda codifica la curvatura del espacio-tiempo de una manera no tan directa, mientras que el tensor de la derecha es el tensor de energía de estrés (no es solo la masa la que causa la deformación).

Como ya se ha señalado, no hay una respuesta fundamental a las preguntas sobre por qué, sin embargo, se puede encontrar una respuesta más satisfactoria si formulamos una pregunta estrechamente relacionada sobre cómo descubrió Einstein que la masa deforma el espacio y el tiempo. Esta pregunta tiene una respuesta relativamente simple y comprensible, sin la necesidad de recurrir a las matemáticas avanzadas.

Primero tomemos en cuenta el fenómeno de la gravedad. A primera vista, parece ser como otras leyes de fuerza, sin nada que sugiera que tenga algún efecto extraño en el espacio y el tiempo. Dos cuerpos con masa se atraen, que es la conclusión a la que llegó Newton en su ley de fuerza gravitacional. Todavía nada sobre la deformación del espacio y el tiempo.

Ahora consideremos las leyes de movimiento de Newton: la primera ley establece que un objeto masivo permanecerá en un estado de movimiento constante a menos que sea actuado por una fuerza externa. Esta es la ley de la inercia. Esta ley describe la masa inercial y describe el estado natural de un objeto en ausencia de una fuerza externa. La segunda ley establece que una fuerza externa que actúa sobre un objeto masivo da como resultado la aceleración. Esto define la masa inercial de un objeto.

Un buen día, Einstein realizó un asombroso experimento mental; Consideró que un hombre que cayera del techo no sentiría ninguna fuerza actuando sobre él, ya que estaba en caída libre. Este fue su momento eureka! Sabemos que los objetos masivos se aceleran en un campo gravitacional, pero si son libres de acelerar no sienten fuerzas externas. Esto está en desacuerdo con la segunda ley del movimiento de Newton.

Volviendo a la primera ley de Newton de que el estado natural de movimiento de un cuerpo es el estado en el que no siente fuerzas externas, Einstein extendió esto para incluir el movimiento acelerado en un campo gravitacional. Por lo tanto, el estado natural de un cuerpo es un estado en el que está en caída libre (y, por lo tanto, no siente fuerza externa). Para que Einstein hiciera esto, tenía que equiparar la masa inercial de un objeto con su masa gravitacional, permitiendo la extensión lógica al espacio lleno de campos gravitacionales. Esto se conoce como el principio de equivalencia.

La siguiente clave para desbloquear esta pregunta es la famosa ecuación de Einstein, E = mc ^ 2 o la equivalencia de energía de masa. Esta ecuación es solo una consecuencia simple de la simetría del espacio y el tiempo y las leyes de la física. Es una propiedad fundamental de nuestro universo, siempre y cuando no haya un lugar especial en el espacio o el tiempo y las mismas leyes de la física se apliquen en todo momento. Si la masa (masa inercial) y la energía son equivalentes, entonces la gravedad debe tener el mismo efecto en un haz de luz que en un objeto masivo (de acuerdo con el principio de equivalencia). ¡Eso significa que un haz de luz seguirá una trayectoria curva en un campo gravitacional! Ahora estamos cerca de descubrir la respuesta. La trayectoria curva tomada por la luz se llama geodésica nula y representa el camino natural para la luz. Sin embargo, la luz es bastante especial, ya que es la cosa más rápida del universo. Si la luz es lo más rápido que existe, no puede haber una forma más rápida de conectar dos puntos en el espacio. Por lo tanto, si la luz sigue un camino curvo en el espacio, entonces también debe estar curvado en el tiempo para que este camino curvo represente el camino del tiempo mínimo (en el espacio euclidiano, conocido como espacio plano, el camino del tiempo mínimo es un camino recto). Por lo tanto, el espacio y el tiempo deben deformarse para que la trayectoria curva de la luz represente la distancia más corta entre dos puntos. Por lo tanto, podemos usar la luz para mapear la curvatura espacio-temporal, e incluso usarla en forma de lente gravitacional para estudiar objetos distantes.

En resumen: Extendemos la ley de inercia de Newton a los campos gravitacionales y luego consideramos la equivalencia de energía de masa para aplicar esto a la luz para mostrar que la luz debe viajar en caminos curvos en un campo de gravitación. Debido a que la velocidad de la luz en el vacío es siempre, c, la trayectoria curva debe corresponder a la región donde el espacio y el tiempo están distorsionados para mantener esta velocidad. Por lo tanto, las trayectorias curvas de la luz (geodésicas nulas) en realidad trazan la curvatura espacio-tiempo. Por lo tanto, podemos ver de inmediato que los campos gravitacionales deben deformar el espacio y el tiempo.

Vamos a aclarar algunas cosas para empezar. En primer lugar, los campos sin masa como el campo electromagnético pueden deformar el espacio-tiempo; esto tiene que ver con el hecho de que el campo EM, aunque sin masa, posee energía e impulso, que es lo que determina los componentes de [matemáticas] T _ {\ mu \ nu} [/ matemáticas] en las ecuaciones de campo de Einstein que Amol Patwardhan ha mencionado en su respuesta. En segundo lugar, el espacio-tiempo puede deformarse incluso en presencia de vacío, porque el tensor de curvatura completa (que tiene 20 componentes independientes) no aparece en los EFE. Solo su “traza” (que consta de 10 componentes independientes, que Amol también ha mencionado) va al lado izquierdo [matemática] G _ {\ mu \ nu} [/ matemática].

Intuitivamente, esto significa que si conocemos el momento y la densidad de energía del campo en un solo punto, todo lo que podremos decir es cuánto aumenta el volumen de una gota esférica de algún fluido de prueba (la corrección de segundo orden al lo mismo, para ser más precisos) si lo liberamos en ese punto y lo dejamos caer en caída libre. No podemos decir nada sobre el cambio en su forma solo a partir de la información sobre el campo en un punto. Es por eso que pueden existir soluciones de vacío no triviales para los EFE. Por ejemplo, la región alrededor de un cuerpo esféricamente simétrico sin ninguna carga es solo un vacío, pero está deformado. Si no fuera así, no habría ningún “campo gravitacional” a su alrededor.

Pero siento que realmente no he respondido tu pregunta. No parece estar interesado en si hay algún campo o no en un punto dado. Todo lo que me preguntas es que si tengo un bulto de masa, ¿por qué está deformado el espacio-tiempo a su alrededor (la región de vacío)? Aquí está mi opinión al respecto.

Al establecer [math] T _ {\ mu \ nu} [/ math] en cero (la condición de vacío) e imponer condiciones de simetría apropiadas (por ejemplo, simetría esférica y planitud asintótica en el infinito) obtengo una familia de soluciones para las ecuaciones diferenciales parametrizadas por un número real [matemática] M [/ matemática]. Considero un observador en el infinito, para quien la aproximación newtoniana es válida, y noto que el campo que experimenta este observador es aproximadamente el de un cuerpo de masa [matemática] M [/ matemática] en mecánica newtoniana. Entonces, interpreto esto a posteriori como la masa de un cuerpo esférico de cierto radio indeterminado que deforma el espacio-tiempo de esta manera.

Pero posiblemente haya una objeción muy legítima a lo anterior. Digamos, me han dado el radio del objeto para que sea [matemática] R [/ matemática] y que tenga una densidad uniforme [matemática] \ rho [/ matemática]. Me dieron mi misa a priori , ¿qué hago ahora? ¿Cómo puedo conciliarlo con el procedimiento que describí anteriormente (sin que parezca poner nada a mano, claro)? Simplemente resuelvo los EFE para el interior con [math] T_ {00} = – \ rho [/ math] y todos los demás componentes cero, y me aseguro de que esta solución interior vincula la solución exterior de vacío que ya hemos calculado en un buen camino. Para ser precisos, la métrica y su primera derivada deben ser continuas. Esto fuerza automáticamente que el parámetro [math] M [/ math] en la solución exterior sea [math] \ frac {4} {3} \ pi R ^ 3 \ rho [/ math]. Esto es esencialmente una consecuencia del hecho de que [matemáticas] G _ {\ mu \ nu} [/ matemáticas] y [matemáticas] T _ {\ mu \ nu} [/ matemáticas] tienen cero divergencia en todas partes, lo cual es una forma elegante de decir esa energía e impulso se conservan en cada punto.

TL; DR: Intentamos definir la ‘masa’ de un objeto a posteriori , una vez que hemos resuelto las ecuaciones de campo de Einstein. Y la razón por la que esto es consistente con nuestra noción habitual de masa de un objeto es la ley de conservación de la energía y el impulso.

La misa no deforma el espacio-tiempo. Se puede pensar que el espacio-tiempo tiene un valor constante que no cambia. El espacio y el tiempo para acelerar los objetos cambian juntos; la relación de los dos no.

Las unidades SI utilizadas para la medición hacen que parezca que la constante espacio-tiempo está cambiando, pero son los componentes del espacio-tiempo los que cambian. Con un conjunto correcto de unidades, es fácil ver que el espacio-tiempo no cambia. Es una constante.

Para cualquier objeto, el espacio y el tiempo se reducen o expanden juntos en una cantidad determinada por dos parámetros: la velocidad del objeto y su aceleración. Aunque la relación no cambia, los cambios en la velocidad y la aceleración parecen funcionar con propósitos cruzados cuando se trata de calcular la dilatación del espacio y el tiempo.

Los sistemas GPS pueden ser difíciles de calibrar con precisión debido al hecho de que la velocidad y la aceleración tienen un impacto diferente en la dilatación del espacio y el tiempo. Con sistemas como el GPS, se deben tener en cuenta los efectos de velocidad y aceleración para que su información de posicionamiento sea lo suficientemente precisa como para ser útil.

Por alguna extraña razón que nadie ha podido explicar aún, los objetos masivos tienden a acelerar todo en su vecindad. Esta velocidad no puede cambiar la velocidad de la luz, porque la velocidad de la luz es siempre constante, pero su dirección puede cambiar, y lo hace, que es una forma de aceleración. Bajo la influencia de este tipo de aceleración, el tiempo también debe cambiar para mantener el valor constante del espacio-tiempo.

Los objetos que vemos en el espacio están bajo la influencia de dos aceleradores que nadie puede ver.

Una es la atracción de universos paralelos cuya masa está apilada como panqueques por todos lados.

El segundo es la masa y la energía que parecen extenderse como una niebla invisible a través de todo el espacio. La influencia de esta masa y energía indescifrable es la razón por la cual las galaxias giran de manera incompatible con las leyes de la física si la materia y la energía “oscura” no existieran.

La masa gravitacional de universos paralelos que rodean y envuelven el nuestro está separando nuestro universo. Ayuda a explicar la expansión acelerada del universo que estamos observando.

Objetos con deformación masiva del espacio-tiempo porque esa es la definición (moderna) de masa. Un objeto que deforma un poco el espacio-tiempo es, según la teoría general de la relatividad, un objeto que es fácil de acelerar. Clásicamente, llamaríamos a dicho objeto un objeto de baja masa. Y lo contrario es cierto para los objetos de gran masa.

Próxima pregunta que espero que pregunte: ¿por qué algunos objetos deforman el espacio-tiempo más que otros? De manera equivalente, ¿por qué algunas partículas tienen masa alta y otras tienen masa baja? Comprensión actual: la tendencia a deformar el espacio-tiempo (es decir, tener masa) proviene de su interacción con un campo que impregna todo el espacio, conocido como el campo de Higgs. Las partículas que interactúan fuertemente con esto tienen una gran masa, es decir, deforman mucho el espacio-tiempo.

Siguiente pregunta: ¿por qué algunas partículas interactúan más fuertemente con el campo de Higgs que otras? Respuesta: No tengo ni idea, y creo que nadie más lo sabe.

La representación típica de la gravedad es así:

Como ayuda visual, esto podría funcionar como una demostración conceptual muy preliminar de la gravedad, pero si piensas en esto, no tiene sentido. Aquí es por qué.

1. El peor error es que usa la gravedad para tratar de explicar la gravedad. Si acepta que esta es una demostración de qué es la gravedad y cómo funciona, ¿qué hace que la bola roja ruede por la pendiente curva? Si dices gravedad, entonces esto no explica nada. Si no dices gravedad, ¿qué fuerza hace que se mueva en el plano curvo?
2. Esta imagen de demostración tiene una subida y bajada muy definidas. El plumón está en el fondo de ese pozo de gravedad. El arriba es la dirección opuesta. Pero no hay arriba o abajo en el espacio y los objetos pueden ingresar al campo de gravedad desde cualquier dirección. Si dice que la bola roja rueda “hacia abajo” en el plano curvo del espacio-tiempo, ¿qué sucede si pone esto al revés? ¿Por qué la bola roja rodaría “hacia abajo” hacia la parte inferior de la curva en forma de embudo si no quiere gravedad o alguna fuerza atractiva en la parte inferior de esa curva?
3. En realidad, ¿no debería la representación de esta imagen mostrar el plano del espacio-tiempo que pasa por el centro de la tierra ya que ese es el “centro de gravedad”? Si la bola roja no tuviera suficiente velocidad para pasar hacia arriba y fuera del espacio curvo, “caería” hacia el centro de la tierra, no hacia el fondo de ese plano distorsionado del espacio-tiempo.
4. Si la tierra no giraba y si un objeto se mantenía estacionario sobre la tierra, a cualquier distancia, y luego se solta, caerá en línea recta hacia la tierra. Sin curva, sin inclinación.
5. Si el objeto se mueve en cualquier dirección tangencial cuando queda atrapado en la gravedad de la Tierra, intentará continuar a lo largo de su camino además de ser atraído hacia la Tierra, una combinación de dos vectores de fuerza que dan como resultado una tercera nueva dirección de movimiento. Esto da como resultado un camino curvo. Si se mueve muy rápido, se curvará brevemente hacia adentro y luego continuará por un nuevo camino, la forma en que usamos los planetas para lanzar nuestras sondas espaciales. Si la gravedad es muy fuerte, como la de una estrella, o si la velocidad del objeto es demasiado lenta, el objeto caerá en espiral y se estrellará contra la estrella.
6. Aunque hay más que esto, la idea de una depresión en el plano del espacio-tiempo como explicación de la gravedad es inexacta y no necesaria. En lugar de invocar algunas distorsiones complejas del espacio-tiempo, funciona perfectamente bien suponer que dos masas tienen una fuerza atractiva llamada gravedad (muy parecida a dos imanes) que puede atraer objetos cercanos. Alterará el camino de los objetos en movimiento (de acuerdo con las leyes de movimiento de Newton).

Tenga en cuenta que no invoco distorsiones espacio-temporales como resultado de la relatividad general o especial a medida que los objetos se acercan a la velocidad de la luz. Ese es un juego completamente diferente.

La gravedad deforma el espacio-tiempo, No. La materia sí.

La esencia radica en la relatividad general.

Einstein hipotetizó este experimento en el que descubrió que un astronauta en una nave espacial no puede diferenciar entre estar en un entorno acelerado y estar en reposo en la tierra. Entonces esto lo llevó a la conclusión de que el movimiento acelerado tiene los mismos efectos que estar cerca de un objeto masivo. Este fue el hallazgo más importante con respecto al funcionamiento de la gravedad.

Lo que podemos inferir de esto es que la gravedad es solo un efecto cuya causa puede ser un movimiento acelerado o un objeto masivo cercano. Ambas causas conducen a un efecto idéntico, por lo que deben ser similares en algún sentido. En otras palabras, la masa se conjuga con el movimiento acelerado y uno complementa al otro.

Ahora el espacio-tiempo viene a jugar. Un objeto acelerado deforma el espacio-tiempo a su alrededor (al igual que un vehículo en movimiento rápido deforma el aire a su alrededor) de la misma manera que un objeto masivo deforma el espacio-tiempo. Lo que esto significa es que puedes ignorar la masa de la tierra si asumes que su radio aumentará @ 9.8 metros por segundo por segundo, ¡indefinidamente!

Entonces, no es la tierra sino el espacio-tiempo lo que crea esta fuerza de gravedad debido a su propiedad distintiva. En sentido einstenien, el espacio-tiempo empuja la tierra para que permanezca como está (y no se expande a un ritmo acelerado), por lo que se deforma alrededor de la tierra, al igual que una bola sumergida en agua.

Para resumir, no es la tierra la que te empuja hacia sí misma, sino el espacio-tiempo a su alrededor que te empuja hacia la tierra.

¡Y te dejas engañar por Newton todo este tiempo!

Parece que el efecto de masa se creó a partir del vacío. Esta respuesta es sin duda confusa para la mayoría de las personas, ya que las citas no mencionan que hay algo (teóricamente) que impone todo lo que existe, ENERGÍA al vacío, sí, recuerden la ecuación de Einsteins de energía de punto cero, la energía cosmológica constante u oscura, la energía de vacío, espacio-tiempo, 4ta dimensión … Bueno, imponer todo el negocio no es lo único de lo que la “energía del vector” es responsable de acuerdo con las pruebas simuladas por computadora ejecutadas a partir del código creado a partir de varias ecuaciones. existencia, (somos una parte microscópica de ella).

¿Alguna vez te has dado cuenta de que toda la materia del estado bariónico está hecha de una forma manipulada de energía de vacío? Y esa energía maby siempre ha existido, y es natural que limitemos todo a un tiempo y lugar, porque nuestras mentes simplemente no podrían haber imaginado todo a la vez. ¿Y qué pasa si el hecho matemáticamente respaldado de que “nada puede venir de la nada” es obviamente más cierto, y cada rastro de energía ahora, ha estado aquí todo el tiempo?

Cuando las personas piensan en la gravedad, ¿alguna vez se les ha ocurrido que: si la energía del vector tiene una influencia gravitacional en la materia bariónica y cuando se ve la simulación por computadora, siempre hay algo que se arrastra desde el centro de la cadena de formación de materia bariónica? . ¿Qué pasa si la materia se crea constantemente a partir de la energía del vacío? (Recuerde que el espacio-tiempo es la energía del vector constante subyacente que se conoce como la 4ta dimensión, es la dimensión que permitió la existencia tridimensional. El efecto gravitacional puede ser simplemente el vacío la energía se colapsa en grumos de materia bariónica formando más materia en estado bariónico tirando hacia adentro a medida que avanza y aplicando energía cinética a todo en una corriente interna (cuando se usa la palabra materia bariónica se refiere poco convencionalmente a cada tipo de partícula concebible en existencia).

Tengo la explicación más ingenua de este fenómeno, que no creo que haya cruzado la mente de quienes acuñaron esta frase de “espacio-tiempo deformado”. Es un poco más que la implementación literal de sus palabras.

Primero, sabemos que nada en el mundo es estático y que todos están en movimiento, y cuanto más pequeño va, más rápidas se vuelven las velocidades, llegando muy cerca de la velocidad de la luz dentro del átomo. Ahora la velocidad se mide en m / s. Por lo tanto, vemos que la cantidad más fundamental en el movimiento de la naturaleza ha bloqueado tanto el espacio como el tiempo: este es nuestro espacio-tiempo. No hay forma de enredar el espacio del tiempo por completo. es posible hacer eso artificialmente asociando espacio con movimiento lineal y tiempo con movimiento circular. Entonces se puede encontrar el tiempo por el número de rotaciones y dado que este número solo puede aumentar, también tienes tu flecha del tiempo.

Tal separación concuerda con cómo hacemos las cosas en la práctica. Utilizamos oscilaciones y rotaciones para medir el tiempo. Pero tenga en cuenta que esta separación es solo artificial. La definición moderna del medidor es en términos de la distancia recorrida por la luz en un cierto período de “tiempo”. También se puede encontrar un espacio real aparente promediando posiciones sobre una gran cantidad de partículas. De esta manera, la distancia entre dos montañas parece ser fija (en promedio). Entonces, al promediar sobre el espacio podemos acercarnos a un tiempo puro, y al promediar con el tiempo podemos acercarnos a un espacio puro.

Ahora la energía de una partícula está asociada con su velocidad. Por lo tanto, cualquier partícula en movimiento representará energía. Pero haz que las partículas se atrapen entre sí para moverse en círculos sin cambiar su velocidad y obtienes masa. La masa en reposo no es más que una energía atrapada / momento / velocidad / espacio-tiempo. Es por eso que un haz de luz tiene impulso pero no masa en reposo, mientras que una onda estacionaria tiene una masa en reposo definida. Así llegamos a la conclusión de que “la masa no es más que espacio-tiempo envuelto”. Esto es un poco más que deformar el espacio-tiempo …

Ahora, ¿cómo afecta esta envoltura de un par a otras envolturas? La respuesta se encuentra en la ley más fundamental del universo, la conservación del impulso. Para masas idénticas de unidad de masa, equivale a una conservación de la velocidad / espacio-tiempo. La conservación del momento conduce a la conservación de la energía y del momento angular. Este último conduce al movimiento más plano (para cualquier órbita acotada), que luego, según el teorema de Bertrand, conduce a las fuerzas cuadradas inversas entre dos partículas y también a cualquier colección de tales pares de partículas como resultado al considerar los centros de masa.

Una pequeña conclusión final. Dado que un electrón y un positrón se aniquilan entre sí y producen solo energía, concluimos que los electrones y los positrones también deben estar compuestos de energía envuelta o espacio-tiempo. Esto está de acuerdo con el hecho de que estas partículas tienen un giro, un momento dipolar magnético y un reloj interno, el Zitterbewegung.

También se podría preguntar: ¿Por qué los objetos con carga deforman el espacio-tiempo?

y para responder a esas preguntas de “¿por qué?”, ​​normalmente se hace una analogía.

El agua que fluye alrededor de una piedra será más turbulenta que en otros lugares. La turbulencia se puede describir como una deformación del agua que rodea las piedras.

Por lo tanto, la respuesta a su pregunta es: el movimiento relativo a algún medio más absoluto es la razón por la cual los objetos con deformación masiva espacio-tiempo.

Pero, ¿cuál es la naturaleza de ese movimiento? ¿El agua fluye en una dirección preferida como una corriente? ¿Oscila en todas las direcciones como una lavadora? ¿Es alguna combinación de esas cosas? Cualesquiera que sean las circunstancias, parece comportarse de manera repetible, de modo que vemos el efecto de la turbulencia como un “tejido deformado del espacio-tiempo”.

En este caso, la dificultad de responder al ‘por qué’ del espacio-tiempo deformado se debió a una analogía inapropiada. El espacio-tiempo es menos como una tela y más como un líquido.

“¿Por qué el espacio-tiempo actúa como un líquido?” Es la siguiente pregunta y si me presionan para obtener una respuesta, diría: “La naturaleza odia el vacío” o “La naturaleza odia un cambio en el flujo” o “La naturaleza exhibe un comportamiento similar”. ¿Porqué es eso? Simplemente lo hace.

“Simplemente lo hace” significa “No sé”, pero solo porque no sé no significa que nadie lo sepa. Es por eso que me molestan tanto todas las respuestas de Quora a las preguntas de “¿por qué?”, ​​Que no hacen ningún esfuerzo por contestar la pregunta. En cambio, los escritores parecen pavonearse pomposamente como Sócrates con la certeza de que no hay respuesta, ¿y la gente los recompensa por esto con votos positivos? Extraño. El juego de preguntas y respuestas de Sócrates nunca fue realmente justo. A sus alumnos nunca se les permitió darle la vuelta.

Esta es una de las razones por las que odio, odio, odio la analogía de la lámina de goma. Causa demasiada confusión. Funciona un poco mejor si imagina empujarlo con el dedo, en el que la energía que necesita para empujar el dedo es como la energía / momento o la masa que lo empuja. Sin embargo, no es una gran mejora.

La mejor analogía con una lámina de goma es una que nunca he escuchado a nadie hacer. La hoja no sabe hacer esa forma. Sin embargo, los trozos individuales de goma “conocen” su elasticidad, y debido a que los trozos de goma son casi iguales en todas partes, surge una forma general para mantener las cosas consistentes. GR se parece mucho a esto. Trabajas localmente como una variedad Riemanniana y luego avanzas, y lo que obtienes es, por ejemplo, una órbita.

En cuanto a su verdadera pregunta, que es cómo funciona esto, nadie lo sabe. GR es una mejora sobre la Ley de Newton. Por un lado, siempre funciona, y la Ley de Newton no. También trae a colación el importante concepto de que la energía / momento (generalmente como masa) y la forma del espacio-tiempo están profundamente conectados. No se trata simplemente de cosas que están en el espacio-tiempo. Algo que la gente llama el tejido del espacio-tiempo, porque el tejido tiene hilos, y si te acercas mucho, se parece un poco a los ángulos rectos que haces en los colectores riemannianos.

Sin embargo, GR no resuelve la interacción espeluznante a distancia. ¿Cómo sabe el espacio-tiempo aquí que hay una masa allá?

Las otras cuatro fuerzas tienen partículas portadoras de fuerza, como el fotón para la fuerza electromagnética. Dado que la gravedad no va más rápido que c , se ha imaginado que hay un portador de fuerza para la gravedad, que se llamaría un gravitón. Hay evidencia de la cosmología de que las cuatro fuerzas estuvieron una vez (y a niveles de energía muy altos podrían estar nuevamente) unificadas. Esto incluiría la gravedad. Una explicación gravitón sería bastante buena. ¿Cómo “sabe” el espacio-tiempo? Bueno, los gravitones van allí.

El problema es que las matemáticas que usamos para las otras tres fuerzas se ven muy diferentes de las matemáticas en GR. Aún así, GR funciona muy bien, y no queremos renunciar. Creo que eventualmente tendremos un conjunto de ecuaciones para las cuatro fuerzas. Una solución de esto dará como resultado GR, y otra solución dará como resultado una explicación gravitónica. Lo mismo será cierto para todas las otras fuerzas.

Nadie ha encontrado uno realmente satisfactorio todavía. Einstein lo intentó, pero cometió un error. Aún así, la gente está trabajando en ello.

Esa pregunta está envuelta en varias áreas que no entendemos completamente. En realidad, no es una pregunta GR típica, sino una pregunta que involucra la intersección de la mecánica cuántica (teoría de partículas) y GR.

GR en el nivel básico describe cómo la geodésica depende de la configuración de densidad de energía. Entonces, los caminos que toman las partículas dependen no solo de partículas masivas a su alrededor sino de densidades de energía a su alrededor. (La explicación más simple para esto es que E ^ 2 = (mc ^ 2) ^ 2 + (pc) ^ 2.)

Pero preguntar qué hace que la materia “doble” el espacio-tiempo es realmente preguntar qué es la masa. Hay varias teorías diferentes, pero la más emocionante en este momento es el bosón de Higgs. No estoy familiarizado con esta teoría, pero es una teoría de campo que se puede describir en detalle con QFT. Ciertos aspectos serán probados en el LHC en los próximos experimentos.

Además, el comentario sobre la bola de boliche en el trampolín es, en mi opinión, un ejemplo defectuoso de la gravedad. Las soluciones geodésicas, la distancia más corta entre dos puntos dado un tensor de densidad de energía, no están bien representadas por nada físicamente intuitivo que se me ocurra.

La conclusión: preguntando “¿Qué es la masa?” es un tema actual de investigación y debate que requiere una comprensión avanzada de los estudiantes de posgrado de QFT y GR. Por lo general, es suficiente entender que GR describe lo que hacen las partículas en presencia de masa y energía y pensar que es una teoría válida en un nivel superior.

Realmente entiendo la curvatura desde un punto geométrico.

La idea de que el campo gravitacional es una fuente de impulso, etc., se explora en la teoría de Jeffimemko. Pero esto que sigue es mío.

Si suponemos que el espacio está en algún tipo de tensión, entonces un desequilibrio de tensión creará un campo, y ese campo actuaría sobre los pesos en él. Si ahora se supone que un peso en sí mismo puede devolver una tensión en el espacio, entonces causaría que el espacio sea más tenso y, por lo tanto, más espacio a su alrededor, y esto disminuiría en la ley del cuadrado inverso.

Una partícula que ingresa a un espacio dado estaría sujeta a la tensión causada por las pulgadas de tela en la circunferencia, pero debido a que hay más pulgadas en partes de curvatura negativa, se tendía a experimentar una aceleración en esa dirección. Incluso donde no hay masa, la naturaleza de una línea recta es dividir las pulgadas de la circunferencia, en lugar de los grados, y habiendo más pulgadas de estrellas, es probable que se vea una curvatura aparente o lentes alrededor de objetos masivos.

Es decir, la propagación de la gravedad se debe a una curvatura cambiante, con espacio adicional para una cercanía de peso.

A riesgo de que la gente me drogue y dispare, mencionaré nuevamente el concepto de entrada de espacio-tiempo. Si esta hipótesis fuera a ser. . . al menos de alguna manera válida, entonces la curvatura del espacio-tiempo sería el resultado de esa entrada que se curva hacia el centro de las masas.

Espacio-tiempo: el vacío del espacio que contiene campos de todo el universo, o cadenas, o bucles, o lo que sea, un tejido que en sí mismo podía fluir, doblarse, curvarse, expandirse. . . Estoy seguro de que te haces una idea, incluso si no lo crees.

Considere los caminos tomados como geodésicos. Piense en la velocidad máxima que un objeto puede gravitar hacia una masa. Mucho se vuelve, bueno, agradablemente mecánico mientras permite la ciencia establecida. ¿Lo creo? No, en realidad no, pero después de 50 años, ese modelo sigue siendo demasiado intrigante para dejarlo de lado.

No creo que las respuestas “nadie lo sepa” sean particularmente satisfactorias. Quizás este argumento, adaptado del libro de texto de Ghanashyam Date sobre GR al menos hará que la deformación del espacio-tiempo parezca lógica. Imaginamos un disco grande que gira a una velocidad constante. Los puntos a lo largo de la circunferencia del disco se están acelerando en virtud de sus vectores de velocidad cambiantes (magnitud constante pero cambio de dirección). Si colocamos una regla tangencial a la circunferencia, se contraerá en longitud. Sin embargo, si medimos el radio del disco, no se contraerá la longitud. La relación, entonces, de la circunferencia del disco giratorio a su radio excederá de 2 Pi. La geometría de la plataforma giratoria es entonces no euclidiana (donde la relación sería igual a 2 Pi). Como la aceleración y la gravedad son equivalentes (el Principio de equivalencia), se deduciría que la gravedad podría distorsionar la geometría.

¡Mi mente intuitiva y filosófica lo responde así!
La respuesta implica la ley de la trinidad; Realidad independiente, realidad dependiente y la existencia relativa.
Realidades independientes: espacio y conciencia universal (Dios)
Realidad dependiente: la creación o el universo entero
Existencia relativa: Tiempo ..!
Sin creación: sin tiempo; sin tiempo Sin creación!
Constantemente constante; Cambiando constantemente; Variando constantemente ..!
En la práctica, el tiempo no puede dilatarse y la longitud nunca puede contraerse; Y esta es nuestra experiencia diaria. Quiero decir, sin tiempo negativo, sin duración negativa. La creación misma tiene una intención positiva.
La partícula más pequeña se acelera hacia la partícula más grande.
Pero la pregunta aquí es ¿por qué?
La respuesta está aquí …!
¡La realidad independiente siempre se atrae! en todas las direcciones ya que no tiene centro de existencia.
(Conciencia intrínseca, inherente, autoguiada y auto motivadora presente en todos los sistemas vivos y no vivos que también se auto energiza).
El nivel de atracción provoca la existencia relativa allí al crear tres dimensiones fundamentales llamadas SATVA, RAJAS y TAMAS y por las cuales diferentes formas de energías; podemos concebirlos en diferentes frecuencias de las combinaciones de estas tres dimensiones).

“¡Quiero decir, más el contenido de ‘realidad independiente’ dentro de la ‘realidad dependiente’ más la fuerza de atracción … !!
Más densa la masa, más el contenido de la realidad independiente. (¡Incluso con menos espacio!) ¿Qué es eso …?
Las realidades independientes nunca pueden verse afectadas. Las realidades dependientes pueden ser. La realidad dependiente depende de los niveles de energía en aras de la existencia.
El proceso de suceder de la realidad independiente corre a lo largo de una escala imaginaria llamada tiempo; pero para nosotros es real! Ya que somos realidades dependientes.
De hecho, el tiempo es función de los niveles de energía. Dado que la energía es una realidad independiente. Quiero decir masa y energía son lo mismo. De nuevo.!!!

¿Tengo razón .. ?????????

Para obtener una claridad sobre esta pregunta, primero debemos comprender esos términos y las diferencias entre ellos.
Masa: (incluso hoy este término no está definido correctamente)
Aproximadamente, se define como algo (algunas cosas, más o menos) que muestra su presencia.
Gravedad: ( Hablando de la fuerza gravitacional, no de la película)
Es una fuerza cuya causa es la masa misma. Cualquier cuerpo que tenga cierta masa, que no sea cero, se atraerá (aún se desconoce por qué).

Volviendo a tu pregunta. Cualquier cosa que tenga masa, definitivamente tiene gravedad, es decir, cualquier cuerpo que tenga masa, tiene una fuerza gravitacional.
Como puedes entender ahora, tu pregunta no es verdadera.
Cualquier cuerpo con algo de masa experimentará fuerza gravitacional o gravedad, si hay algún otro cuerpo con masa que lo acompañe.

Entonces la respuesta final podría ser:
Cualquier cuerpo que tenga masa no necesita experimentar gravedad a menos que haya otro cuerpo.

[matemáticas] R _ {\ mu \ nu} + \ Lambda g _ {\ mu \ nu} = \ frac {8 \ pi G} {c ^ 4} T _ {\ mu \ nu} [/ matemáticas]

¿Qué? ¿Esperabas algo más? {\ em Esto es lo que es una teoría física}: es un algoritmo que predice el resultado de los experimentos. Nada más y nada menos. Lo que dice esta teoría, en inglés, es:

(curvatura del espacio-tiempo) = (constante) * (densidad y flujo de energía y momento)

Y no se vuelve más profundo que eso. Si su pregunta es, ¿cómo actúan la energía y el impulso para deformar el espacio-tiempo, quién sabe? ¿Cómo genera una partícula cargada un campo eléctrico? Podemos escribir ecuaciones para describir lo que está sucediendo, pero al final del día, todo lo que realmente tenemos son las ecuaciones y las observaciones que predicen.

A principios del siglo XX, Einstein observó que la gravedad y la aceleración eran indistinguibles. Una persona que cae libremente dentro de una caja no puede notar la diferencia entre aceleración y gravedad.

Einstein también se dio cuenta de que la aceleración rotacional causa distorsiones en la geometría de un objeto (las porciones tangenciales de un objeto giratorio se contraen). Por lo tanto, hubo una relación entre la geometría espacial y la aceleración / gravedad.

Einstein trabajó obstinadamente a través de las implicaciones que eventualmente condujeron a su notable teoría general de la relatividad .

El logro masivo de Einstein nos da un marco sobre cómo el espacio – tiempo cambia su forma en presencia de la materia.