¿Se conservan la energía y el impulso en presencia de la gravedad?

Informalmente, si la métrica no depende explícitamente de una determinada coordenada, entonces el momento canónico asociado con esa coordenada se conserva (es una constante). Para el tiempo [matemática] t [/ matemática], el momento canónico es energía [matemática] E [/ matemática]. Para la distancia en la dirección x [matemática] x [/ matemática], el momento canónico es el momento en la dirección x [matemática] p_x [/ matemática]. Para la coordenada angular esférica [matemática] \ phi [/ matemática], el momento canónico es el momento angular en la dirección z [matemática] L_z [/ matemática]. Para cada una de estas coordenadas, podemos asociar un vector llamado Killing vector ([math] \ vec {\ xi} [/ math]) que selecciona el componente de [math] \ vec {p} [/ math] que es conservado (definición informal), es decir, se cumple la siguiente ecuación:

[matemáticas] \ vec {\ xi} \ cdot \ vec {p} = 0 [/ matemáticas]

La energía y el momento solo se conservan en la relatividad general si hay campos de vectores de matanza asociados a ellos. Entonces, para que se conserve la energía, el siguiente vector debe ser un vector de muerte: [math] \ vec {\ xi} _ {(t)} = \ frac {\ partial} {\ partial t} [/ math], porque La energía está asociada con las traducciones de tiempo.

En un sistema GR general, puede que no haya vectores de eliminación asociados con el tiempo o x, y, momento z, lo que significa que la energía [matemática] E [/ matemática] y el momento [matemática] p ^ i [/ matemática] no son conservado en general.

Si. Incluso en una vista newtowniana.
Desde un punto de vista energético, Energía potencial: (aproximadamente) mgh
se está convirtiendo en energía cinética: [matemáticas] 1/2 * m * v ^ 2 [/ matemáticas]

Desde el punto de vista del momento, el centro de masa de la partícula y la gran masa no se mueve. Otra forma de verlo es el aparente aumento en el impulso, ya que la pequeña partícula acelera hacia el grande, está exactamente compensada por la gran masa que se acelera (aunque más lentamente) en la dirección opuesta, porque el momento es un vector.

Sí, estas dos propiedades son en realidad propiedades del espacio-tiempo. ¡Las leyes de conversación provienen de simetrías en el espacio-tiempo!

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