¿Por qué sentimos el peso en una curva espacio-tiempo pero no en un espacio simple (quiero decir, recto) sin curvatura como en el espacio de gravedad cero?

Primero necesitamos aclarar algunas cosas.

El espacio-tiempo está curvado por todos estos objetos como estrellas, planetas, etc. No hay espacio-tiempo “directo”. En segundo lugar, no hay “gravedad cero”. El campo gravitacional está presente en todo el universo. De acuerdo con la ley de gravitación universal de Newton, cualquiera de los dos cuerpos en el universo se atraen entre sí con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

Hasta ahora, ninguno de nosotros ha visto fotos o videos de humanos u otros objetos flotando en el espacio profundo, excepto en algunas películas de ciencia ficción. Pero estamos familiarizados con los astronautas que realizan actividades extravehiculares fuera de la Estación Espacial Internacional, y los astronautas que flotan dentro de la Estación Espacial Internacional. La mayoría de las personas, incluso los medios de comunicación, simplemente se refieren a esto como “gravedad cero”.

Hay gravedad en todas partes del Universo. La sensación de ingravidez y la aparente “flotación” en el espacio no se deben a la gravedad cero. ¡La Estación Espacial Internacional está orbitando la Tierra a 400 kilómetros de altitud, y la gravedad en esa región sigue siendo el 90% de la gravedad en la superficie de la Tierra! La estación está orbitando la Tierra a aproximadamente 7,66 kilómetros por segundo (27,576 km por hora). De hecho, la estación está cayendo hacia la Tierra verticalmente, mientras que al mismo tiempo se mueve lateralmente a 7,66 kilómetros por segundo. Al igual que una pelota en una cuerda que se balancea una y otra vez: si soltamos la cuerda, la pelota volará en una tangente, y si dejamos de balancear, la pelota se caerá. Del mismo modo, si la estación reduce su velocidad considerablemente, comenzará a descender hacia la Tierra.

Cuando un astronauta sale de la estación, lo vemos flotando en el espacio con la estación a su lado mientras está trabajando en algo. Desde el punto de vista del astronauta, la estación está “en reposo”. En realidad, la estación se mueve a 27,576 km por hora y el astronauta también se mueve a la misma velocidad. El astronauta también está cayendo hacia la Tierra mientras se mueve lateralmente a esa alta velocidad para mantenerse al día con la estación.

Una vez dentro de la estación, desde nuestro punto de vista (observadores en la Tierra), todo, la estación, el hardware dentro, los astronautas, todo está cayendo hacia la Tierra porque la Tierra los acelera a 8.82 m / s² hacia el centro de la estación. Tierra, mientras que al mismo tiempo se mueven de lado a 7,66 km / s. Entonces, dado que los astronautas dentro de la estación se están cayendo junto con la estación, pueden flotar dentro y nada puede “caerse” dentro. Como si “dejamos ir” algo en el aire, permanecerá allí, suspendido porque también está cayendo a la Tierra junto con la estación, a la misma velocidad.

¡Entonces, no es MAGIA! Es GRAVEDAD.

Podemos experimentar la ingravidez donde el espacio es curvo y también en presencia de gravedad. Por ejemplo, en el núcleo de la tierra uno experimentaría ingravidez debido al hecho de que hay atracción gravitacional por todos lados y se cancela.

Pero creo que respondiste tu pregunta tú mismo. La propia presencia de la gravedad provoca una sensación de tener peso, dependiendo de la magnitud de la fuerza gravitacional ejercida. El peso depende totalmente de la gravedad, por lo que nos sentiríamos más ligeros en la luna que en la Tierra debido al hecho de que la gravedad en la luna es un sexto de la magnitud de la gravedad en la Tierra.

La curvatura del espacio-tiempo implica la presencia de gravedad, y en presencia de gravedad con una dirección neta tenemos peso. Pero en una región del espacio sin ninguna fuerza gravitacional neta, nuestro peso es cero y es por eso que no tenemos peso más allá de la exosfera de la Tierra.

More Interesting

¿Realmente puedes caer a través del horizonte de eventos de un agujero negro?

¿Cuál es el propósito de la gravedad cuántica cuando la relatividad general explica la gravedad de todo el espacio?

¿Cuál es el fenómeno responsable de la formación de agujeros negros en el universo?

¿Podría un observador dentro de un agujero negro detectar (a) el CMB o (b) una onda de gravedad que se emitió desde fuera del agujero negro?

Si la gravedad es la curvatura del espacio, ¿por qué seguimos hablando de 'una fuerza' de gravedad?

¿Cuáles son las explicaciones y ecuaciones de la relatividad?

¿Verían los físicos el tiempo y el espacio de la misma manera si la frase 'espacio-tiempo' se hiciera popular, en oposición a 'espacio-tiempo'?

¿Puede una nave espacial experimentar una trayectoria de honda mientras atraviesa el horizonte de eventos de un agujero negro?

¿Por qué nunca escuchamos a los físicos argumentar que el Big Bang fue una explosión local en el universo en lugar del comienzo de todo ese universo?

¿Cómo se puede medir un haz de luz curvado si el espacio en sí está curvado en la misma dirección?

Si nuestra observación de la masa que cae en los agujeros negros se ve afectada por una dilatación de tiempo casi infinita, ¿cómo pueden los agujeros negros ganar masa realmente?

Si va a explicar la teoría especial de la relatividad, ¿cómo lo haría de la manera más simple para que la gente común entienda?

¿La luz requiere espacio para existir?

¿Es cierto que Einstein utilizó un experimento mental sobre la ingravidez al caer para derivar la relatividad general? ¿Cómo puede un concepto tan simple generar una teoría tan compleja?

¿Cómo es posible que existan singularidades de 'caída' y 'salida' delante y detrás de un observador que cae en un agujero negro, y no en su ubicación exacta dentro de este objeto?