En GR (donde la gravedad no es una fuerza), ¿por qué un objeto ejerce presión sobre el suelo a pesar de que ninguno de los dos está en movimiento?

La relatividad, tanto especial como general, requiere que uno considere el movimiento de todo en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones.

Según la relatividad especial, todo siempre se mueve a la velocidad de la luz; la suma vectorial de las cuatro velocidades de cualquier objeto a lo largo de los tres ejes espaciales y el eje del tiempo se suma a c , de acuerdo con la transformación de Lorenz. La pelota (y el suelo) están en movimiento en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones; Como están estacionarios en el espacio tridimensional, se mueven a través del tiempo y, por lo tanto, a través del espacio-tiempo cuatridimensional, a la velocidad de la luz, c .

Según la relatividad general, en un campo gravitacional, el espacio-tiempo está curvado de modo que, en función de la posición, donde la energía potencial del campo es mayor espacio-tiempo a lo largo del eje del tiempo, está más contraída. Eso significa que el espacio-tiempo donde está la pelota tiene un gradiente tal que el tiempo pasa más rápido al aumentar la altitud. Un objeto sin restricciones se mueve a lo largo de una geodésica; es decir, en cada punto se mueve en dirección directa pero, dado que el espacio-tiempo es curvo, no se mueve en línea recta. En particular, el gradiente en el tiempo en un campo gravitacional significa que la geodésica sobre la que descansa la pelota se curva hacia abajo. Este es el camino observado de una pelota en caída libre.

De hecho, la pelota no desciende al suelo porque el suelo empuja continuamente hacia arriba sobre la pelota, como señala la pregunta. Por lo tanto, el suelo mueve continuamente la pelota a través de la geodésica, en lugar de permitir que la pelota siga cualquier geodésica curva hacia abajo.

La fuerza hacia arriba ejercida por el suelo es la fuerza electromagnética, como Eric Robinson ha explicado en su respuesta a esta pregunta.

Es similar a la presión que ejercería un automóvil en la pared si fuera derecho aquí:

En esta metáfora:

Coche que avanza aquí = objeto que avanza en el tiempo.

Muro = superficie de la tierra

Distancia desde la pared = altura

Coche intentando moverse recto tocando la pared = objeto sentado en el suelo.

Cuando un conductor presiona el acelerador, siente una fuerza que lo empuja hacia el asiento. Por supuesto, el físico argumentaría que en realidad es el asiento que está unido al marco de aceleración el que está empujando. Hay presión en la parte posterior del asiento porque el asiento está aplicando una fuerza sobre el conductor para empujarlos fuera del movimiento uniforme.

Bajo GR, los objetos en caída libre siguen trayectorias inerciales llamadas geodésicas. Es decir, los objetos en caída libre están en marcos no acelerados, y no hay fuerzas involucradas.

Pero, ¿qué pasa con los objetos que no están en caída libre, digamos, un objeto que descansa sobre la superficie de la tierra? Esto es exactamente lo mismo que el conductor que presiona el acelerador y siente una fuerza que los empuja hacia el asiento; una persona en la superficie de la tierra siente una fuerza que los empuja hacia el centro de la tierra. Sin embargo, así como el asiento del automóvil realmente está empujando, la tierra está presionando para evitar que la persona siga su geodésica apuntando hacia abajo. En ambos casos, la fuerza que siente la persona es su propia inercia que se resiste a ser empujada lejos de un marco de inercia. La única fuerza involucrada es la fuerza de la tierra empujando hacia arriba.

porque el camino del movimiento se cruza con la tierra, y como tal la tierra está ‘en el camino’ del movimiento continuo. Existe una tendencia constante de que un objeto ‘en’ la Tierra continúe viajando hacia el pozo de gravedad, lo cual es imposible, porque el suelo se interpone en el camino.

De hecho, hay una fuerza involucrada, pero no es la gravedad. Es la fuerza electromagnética.

Esa es la fuerza con la que 1) la Tierra presiona hacia arriba contra el baloncesto, y 2) el baloncesto presiona hacia abajo contra la Tierra. Si no fuera por estas fuerzas, los dos objetos se comportarían igual que cualquier otro objeto libre de fuerzas: seguirían la geodésica apropiada. Terminarías con el baloncesto dentro de la Tierra, aún cayendo.

Para repetir, cuando estás parado en la Tierra, la fuerza que realmente sientes es la que te empuja hacia arriba (como un elevador o un cohete). Si la Tierra no hiciera eso, estarías en caída libre y no sentirías ninguna fuerza en absoluto.

Respuesta rápida: la luz se curva en su camino a través del espacio hacia el espacio-tiempo de curva de masa – un objeto inmóvil se dobla en su camino a través del tiempo hacia el espacio-tiempo de curva de masa. Todo viaja (o está en movimiento) a la velocidad de la luz a través del espacio-tiempo.

Es el flujo de gravitones lo que hace que se exceda la presión … en GR: la semana y las fuerzas fuertes son donde no se sienten las interacciones de los Gravitones … pero en la idea de la gravedad semanal y la gravedad fuerte, los efectos se pueden medir en un … nivel de una semana pequeña o un nivel fuerte de “gran tamaño de planeta”.

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