Imagina que estás viajando en línea recta a través del espacio. Tiene un reloj en la mano, y cada vez que pasa un segundo tics, hace una marca en una pizarra muy larga que acaba de configurar para su conveniencia. Su velocidad es constante, puede ser lo que desee. Podrías estar caminando o viajando a gran velocidad. Lo importante es que se mantiene constante.
Entonces, después de un tiempo, pasas un planeta masivo. Sigue marcando el pizarrón a medida que pasa cada segundo, y detrás de usted hay una larga serie de marcas, todas a la misma distancia entre sí. Al pasar el objeto masivo, no notas nada extraño: un segundo tics, haces otra marca. Ho hum. Eventualmente pasas el planeta, pasas la estrella del sistema e incluso pasas un agujero negro que flotaba en su camino para comer la estrella. Finalmente, llega al final de la pizarra en el lado más alejado del sistema solar. Estás flotando en el espacio, lejos de cualquier masa, y miras hacia atrás a la larga línea de marcas que has hecho en el tablero.
Y notas algo extraño. Cada vez que la pizarra pasa un objeto masivo, las marcas que hagas están más juntas. No te diste cuenta de eso cuando los estabas haciendo … ¿Qué da?
- Si el espacio-tiempo es 'algo' (masa, energía, 'tejido' del universo), ¿podría escapar de la atracción gravitacional de un agujero negro?
- ¿Puede el espacio-tiempo tener oscilaciones de expansiones y contracciones, sostenidas o amortiguadas?
- ¿Qué sucederá si, después del gran descubrimiento de Einstein de que el tiempo es la cuarta dimensión, en esta era llegamos a conocer una quinta dimensión?
- Sabemos que el sol tiene alrededor de 4.500 millones de años. Sin embargo, también sabemos que el tiempo pasa de manera diferente en diferentes marcos de referencia. Entonces, ¿en qué marco de referencia existió el sol durante 4.500 millones de años?
- ¿Podríamos hacer una computadora que pueda entender la 4ta dimensión? Me pregunto si hay alguna limitación física.
Ahora imagine que mueve el tablero unos metros hacia la izquierda, paralelo a su diseño original, y repita el proceso. Y luego, una y otra vez, hasta que tenga un conjunto de marcas de tiza tan anchas como largas. Luego conecta los puntos. Los puntos formarán una cuadrícula bidimensional. Levante la pizarra unos metros por encima del plano de sus mediciones iniciales y repita el proceso. Una vez que haya terminado, levante el tablero nuevamente para que su conjunto final de marcas de tiza sea tan alto como largo y ancho. Ahora tiene un cubo tridimensional que ilustra la curvatura del espacio-tiempo cerca de objetos masivos, porque cada vez que hizo una marca en el tablero cerca de un planeta o una estrella o ese agujero negro que flota en el tiempo cercano habría diferido entre su posición cerca del masa y la de un observador fuera de su marco de referencia. Para usted, las marcas se separarían un segundo y, dado que su velocidad es constante, aparecerían a la misma distancia entre sí, independientemente de lo cerca que esté de la masa. Una vez que esté al final de cada pista y mire hacia atrás, verá las marcas condensándose cerca de la masa. Si realizó la cuadrícula como expliqué anteriormente, verá la compresión y dilatación del tiempo en tres dimensiones, mientras que el tiempo es en realidad una cuarta dimensión. Es como agregar una sombra a un dibujo bidimensional para que parezca tridimensional.
Las cosas que suceden en 4 dimensiones, con el tiempo como la cuarta dimensión, simplemente no se pueden ilustrar en imágenes bidimensionales. En primer lugar, la imagen debe moverse, agregando la dimensión de tiempo. Probablemente puedas agregar sombras para imitar la tercera dimensión. En otras palabras, un video probablemente puede ilustrar imágenes en 4 dimensiones, con el paso del tiempo atendido por el cambio constante de imágenes, engañando a su cerebro para que crea que es en 4 dimensiones. El patrón de cuadrícula en la imagen que Charles Slade proporcionó en su respuesta simplemente ilustra cómo se vería si conectara los puntos en una pizarra de tiza infinitamente larga al pasar objetos masivos. El espacio-tiempo se comprime, en las 4 dimensiones. Piénselo: moviéndose a una velocidad constante más allá de la masa, mide un metro entre las marcas de tiza. Pero una vez que esté al final de su camino, lejos de la masa, y mire hacia atrás, ese medidor entre esos puntos se medirá (desde su nueva perspectiva en el espacio sin masa cerca) como, digamos, 80 cm. No puede ser otra cosa, porque fuiste muy meticuloso para no cambiar tu velocidad y hacer esas marcas exactamente a un segundo de distancia. Entonces, simplemente debe ser un medidor, ¿verdad? Pero, ¿cómo explica el hecho de que, desde su perspectiva actual, mirando hacia atrás a sus marcas cerca de objetos masivos, esas marcas ahora miden menos?
Solo hay una respuesta posible. El espacio-tiempo se dobló fuera de forma cerca de la masa que pasaste en tu camino. Admito que es un poco perra imaginarlo. Pero entonces no hemos evolucionado para atender tales rarezas en nuestra vida cotidiana, así que no te rompas la cabeza.
