¿Puede la gravedad doblar el espacio-tiempo para acortar el camino de un haz de luz desde dos puntos?

Si. Así un poco. ¿Tal vez?

Tu pregunta no está clara. Así que diré algunas cosas sobre lo que podrías estar preguntando.

Primero, ¿se dobla la masa espacio-tiempo? Si. Así es como funciona en la relatividad general, que es una teoría extremadamente exitosa sobre cómo funciona la gravedad. En la medida en que la masa y la gravedad están relacionadas, supongo que se puede decir que “la gravedad dobla el espacio-tiempo”, que es como lo expresó en su pregunta. Pero probablemente sea un poco más preciso decir que la masa se dobla en el espacio-tiempo.

Pero lo que sea, eso es solo una pequeña objeción.

Segundo, ¿las distorsiones en el espacio-tiempo afectan la trayectoria de los haces de luz? Si. Si un rayo de luz viajara desde el punto A al punto B en un espacio-tiempo plano, entonces introducir una curvatura en algún lugar del camino podría desviar el rayo del punto B, por ejemplo. O de manera similar, la luz desde un punto

Esto se ve en muchos lugares, pero un ejemplo dramático es con Einstein Crosses. Aquí hay un ejemplo esquemático de cómo funciona:


El verdadero cuásar está en el centro a la izquierda. La luz del quásar que viaja “directamente” hacia la Tierra no lo haría … sería absorbido por cosas en la galaxia en el medio. (O tal vez la luz del cuásar sería ahogada por la luz de la galaxia. O tal vez incluso veamos la luz del cuásar directamente. De cualquier manera, no importa).

El punto es que la galaxia es masiva, por lo que también dobla un poco el espacio-tiempo. Por lo tanto, la luz del cuásar que simplemente perdería la galaxia se desvía un poco. En algunos casos, como los ilustrados en la imagen de arriba, la luz se desvía directamente a nuestros telescopios en la Tierra.

Por supuesto, en la Tierra no sabemos que la luz se desvía de inmediato. Entonces, para nosotros, en una apariencia casual, todo lo que vemos son dos cuásares separados por una gran distancia. (O tal vez vemos tres, si la luz en línea recta desde el cuásar hasta la Tierra de alguna manera atraviesa la galaxia).

Aquí hay una imagen del mundo real de esto:


Esta imagen parece mostrar cinco objetos: cuatro en la periferia y uno en el centro. En realidad, los cuatro objetos en la periferia son en realidad cuatro imágenes del mismo objeto, causadas por la desviación de la luz por la cosa en el centro.

¿Cambia esto “el camino más corto entre dos puntos”? Bueno no. Tal vez más específicamente: suponga que tiene dos puntos A y B en el espacio-tiempo plano , con la luz tomando una cierta cantidad de tiempo para viajar de A a B. Introducir la curvatura en el espacio entre A y B no hará que la luz pase de A a B más rápido. Cambiará las rutas disponibles que van de A a B, pero si la ingenua ruta de “línea recta” de A a B todavía está disponible, será más corta que cualquier ruta desviada.

Sin embargo, si el ingenuo camino en línea recta ya no está sobre la mesa, entonces la respuesta es quizás sí. Por ejemplo, si supone que la galaxia en el diagrama anterior absorbe luz del cuásar, haciendo que la ingenua ruta en línea recta desde el cuásar hasta la Tierra no esté disponible, entonces sí, hay nuevos caminos de corta distancia desde el cuásar hasta la Tierra: a saber, aquellos que se ilustran

Por definición, en general, la gravedad de la relatividad (por ejemplo, la curvatura espacio-temporal) restringe la luz para viajar en geodésicas nulas.

Una geodésica es la generalización de la noción de una “línea recta” al espacio curvo. Es un camino extremo (tomado como mínimo pero también podría ser máximo).

Ya puedes ver ejemplos de geodésicas que son más cortas que las “líneas rectas” en el espacio plano, solo vuela a algún lugar. Los aviones siguen “grandes círculos”, que son geodésicos en geometría esférica. (También pueden tomar la ruta geodésica opuesta, que será la distancia máxima).

Entonces sí, si convierte un espacio-tiempo plano en uno curvo, las geodésicas del espacio-tiempo plano, es decir, las líneas rectas, no serán geodésicas de la curva.

1. , si el punto B es ahora un agujero negro.
2. Lo mismo porque, cuando has doblado el espacio-tiempo, también has movido los puntos A y B “más cerca” entre sí
3. No, si imagina que los puntos A y B están en los mismos lugares euclidianos después de insertar una masa lo suficientemente grande.

More Interesting

¿Podrían los puntos en el espacio-tiempo anterior estar ocupados por un conjunto de materia completamente diferente?

¿Por qué Einstein consideró el espacio-tiempo y no la masa espacial en su teoría de la relatividad? ¿Por qué usó el tiempo como una dimensión?

¿El cuatro potencial electromagnético se ajusta al tensor de energía de estrés en las ecuaciones de campo de Einstein? Si es así, ¿en qué parte del tensor encajan en las ecuaciones?

¿Qué es la simetría conforme?

¿Podría ser que es la curvatura del espacio-tiempo lo que causa la materia, y no al revés?

¿Qué diría la inferencia bayesiana sobre la relatividad general en el momento en que la mecánica newtoniana estaba incontrovertiblemente respaldada por evidencia?

Si la explicación de la gravedad de Einstein es que la masa deforma el espacio-tiempo, ¿cuál es la necesidad de los gravitones?

¿Einstein no creía que la relatividad general geometrizara el espacio-tiempo?

¿La relatividad general viola el modelo estándar?

La teoría de la dilatación del tiempo sugiere que el tiempo es más lento en el espacio. También hay una teoría de que el tiempo es inversamente proporcional a la fuerza de gravedad (como en interestelar). ¿Cuál es la conferencia de los dos?

¿Cuál es la 'teoría de la relatividad' para idiotas absolutos (porque simplemente no entiendo)?

¿Existe una explicación laica, en términos de relatividad general, a la paradoja de los gemelos Einstein?

Relatividad general: ¿Por qué se conserva el impulso? ¿Está relacionado con las estrellas distantes?

¿Teóricamente, el tiempo curvo aislado (sin espacio curvo) causaría gravedad?

¿Se podría formular la gravedad cuántica sin recurrir a la relatividad general?