¿Qué aspectos y predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein todavía no se investigan experimentalmente?

Hasta hace muy poco, había muy pocas mediciones en el régimen de campo fuerte. Tuvimos confirmaciones muy indirectas en que se requiere relatividad general para explicar los detalles conocidos de púlsares, explosiones de supernovas, núcleos galácticos activos, etc. El binario Hulse-Taylor es una demostración bien conocida de la precisión de ciertos aspectos de GR en el campo fuerte. régimen.

Con los resultados de la onda gravitacional de la colaboración LIGO-Virgo, ahora podemos anticipar la acumulación regular de datos de ciertas clases de eventos. Los datos acumulados hasta ahora son relativamente imprecisos: podemos estimar ciertos parámetros clave de la fusión de los agujeros negros y las estrellas de neutrones (masas de objetos, velocidades de giro y orientación, inclinación orbital, excentricidad, etc.) solo dentro de límites muy aproximados.

La generación actual de detectores de ondas gravitacionales interferométricas ignora aspectos importantes de las ondas gravitacionales: son sensibles solo a frecuencias en el rango de Hertz a kiloHertz, son subóptimas para detectar polarización, etc.

Se están mejorando gradualmente otras formas de detector de ondas gravitacionales. Por ejemplo, los detectores de barras resonantes, los detectores de barras de torsión, los detectores de helio superfluido, las matrices de temporización de púlsar, etc., se están acercando a los niveles de sensibilidad en los que pronto deberían comenzar a devolver datos útiles. Vea la respuesta de Thomas Yee a ¿Sabíamos cuando construimos los primeros detectores de ondas gravitacionales que era poco probable que tuvieran la resolución requerida? así como las referencias en ese post.

Las próximas décadas deberían ver una mejora considerable en los datos disponibles que tenemos para validar la relatividad general en el régimen de campo fuerte.

Los datos de campos muy fuertes, que podrían confirmar la ubicación exacta del horizonte de eventos, no están disponibles. No sabemos ni siquiera dentro de un factor de dos o tres o más. Los únicos datos directamente de campos fuertes son los datos de ondas gravitacionales muy recientes, que confirman cualitativamente la fusión de objetos, pero las masas de los objetos que se fusionan son inciertas por un factor de aproximadamente 2. También hay observaciones interesantes de estrellas centrales que orbitan alrededor del negro supermasivo agujero en el centro galáctico. Pero no se acercan lo suficiente como para determinar la posición del horizonte. Tenga en cuenta que si el horizonte de sucesos estuviera en un lugar diferente, la intensidad del campo a una corta distancia podría ser casi la misma. Por lo tanto, debe tener mediciones como la dilatación del tiempo (directamente o por retraso de las órbitas). Muchos agujeros negros están oscurecidos por el polvo, el gas y la radiación. Los más pequeños tienen fuerzas de marea tan grandes que nada sobrevive en órbita que sobrevive. Pero creo que obtendremos datos bastante buenos en algún momento de este siglo.

La base fundamental sobre la cual hace las predicciones, específicamente la curvatura, necesita ser respaldada por una teoría creíble que haga predicciones que puedan ser investigadas por experimentos. La relatividad general puede predecir resultados correctos por las razones equivocadas: como recuerdo haber leído en alguna parte, las predicciones de la teoría ptolemaica fueron tan buenas como la teoría heliocéntrica hasta la invención del telescopio.

Cuando encuentre uno, por favor avísele a alguien. El trabajo de Einstein ha sido minado a fondo durante muchas décadas. Si hubiera algo que nadie hubiera examinado cuidadosamente, sería una gran tesis doctoral.

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