La distorsión o curvatura del espacio-tiempo depende de la distribución de la masa de un cuerpo. Como Leo C. Stein explica con precisión en su respuesta, las ecuaciones de campo de Einstein explican cómo aumenta la curvatura del espacio-tiempo, que se rige por el tensor de Einstein, si aumenta la densidad de energía o la cantidad de masa por unidad de área.
La idea básica aquí es que la masa y la energía son dos caras de la misma moneda, y que básicamente la energía causa distorsión del espacio-tiempo. La distribución de masa alrededor de un cuerpo es la densidad de masa, o inevitablemente la densidad de energía del cuerpo.
Si exprimes la masa de un cuerpo en un área pequeña, la densidad de masa / energía aumentará y, por lo tanto, la curvatura del espacio-tiempo estará más alrededor de un cuerpo en el que la densidad de energía es alta.
- ¿Por qué la gravedad dobla el espacio?
- Las lunas orbitan alrededor de los planetas, los planetas orbitan alrededor de las estrellas formando sistemas solares, los sistemas solares orbitan alrededor de agujeros negros supermasivos que forman galaxias, ¿qué hacen las galaxias?
- ¿Cómo se vería caer dentro de un agujero negro?
- ¿Qué pasaría si la gravedad tirara en la dirección opuesta durante 1 segundo?
- ¿Cómo la dilatación del tiempo cerca de la superficie de la Tierra resulta en una fuerza gravitacional? (Ver comentario).
Intuitivamente, puede darse cuenta de por qué una estrella masiva, digamos de 5 masas solares, no se comporta como un agujero negro, mientras que un agujero negro similar de 5 masas solares sí lo es. Ahora, la diferencia entre un agujero negro de 5 masas solares y una estrella de la misma masa es que, un agujero negro de 5 masas solares tiene toda la masa colapsada en una única ‘singularidad’ infinitamente pequeña, por lo que la densidad de energía es tan alto que la curvatura del espacio-tiempo es casi infinita (no lo sabemos con certeza, pero nuestras ecuaciones predicen).
Por otro lado, una estrella de 5 masas solares tiene esa misma masa distribuida en un gran volumen, por lo que la densidad de energía no es tan intensa, por lo tanto, no colapsa como un agujero negro.
Más allá de una distancia particular, un observador ciego no podrá distinguir entre un agujero negro y una estrella de la misma masa, porque la fuerza gravitacional experimentada por ambos sería la misma. La distancia específica es la distancia hasta el horizonte de eventos (por supuesto 😀).
Gracias por el A2A 🙂
