¿Podemos reemplazar un objeto por un punto de masa en su centro de masa en la relatividad general?

Si y no.

En primer lugar, el efecto en objetos lejanos sería el mismo para todos los medios y propósitos, aunque la curvatura del espacio cercano al objeto sería radicalmente diferente.

Tenga en cuenta que las ecuaciones de campo son ecuaciones agregadas, como tales son generalizaciones y describir con precisión la distribución de masa dentro de un volumen de forma arbitraria es engorroso: afortunadamente, la mayoría de los objetos en el espacio son esféricos o casi esféricos, eso no es cierto para los objetos en general.

Entonces, sí, la distribución de masa afecta la curvatura del espacio-tiempo alrededor de la masa y cuando digo alrededor de la masa me refiero a todas partes, incluso dentro del volumen masivo.

El efecto se vuelve menos notable con la distancia, se cae muy rápido realmente.

Un buen ejemplo para ilustrar esto es un agujero negro, a todo el mundo le encantan los agujeros negros, pero cuando te das cuenta de que son bastante diferentes de un objeto más grande con la misma masa, la drasticidad de la diferencia entre un volumen masivo y una masa puntual se hace evidente.

EDITAR: errores tipográficos.

Mayormente sí. La solución GR está incorporada en la métrica de Schwarzschild y la letra pequeña es que se aplica en cualquier lugar fuera de una distribución de masa esféricamente simétrica, no giratoria y sin carga. Se requieren ligeras modificaciones si la masa tiene un momento angular o carga, lo cual es un poco inesperado clásicamente.

Solo si el objeto es:

  1. Esféricamente simétrica (es decir, una pelota).
  2. No rota
  3. Sin carga.

En la gravedad newtoniana solo importa la forma. En la relatividad general, la rotación y la carga también transportan energía y afectan el campo gravitacional.

Es cierto que a medida que nos alejamos de los objetos, las correcciones debidas a la forma disminuirán.

El teorema sin pelo garantiza que, asintóticamente lejos de los objetos, el campo gravitatorio solo depende de la masa, el momento angular y la carga. Por lo tanto, puede reemplazar el objeto por un agujero negro (es decir, un objeto puntual).

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