Si el espacio está vacío, ¿cómo puede curvarse algo que está vacío bajo la influencia de la masa?

El espacio donde no hay aire se considera un espacio vacío / vacío. El espacio vacío, tal como lo conocemos, en realidad no está vacío en absoluto. Los efectos cuánticos producen constantemente partículas y antipartículas “de la nada”, solo para que desaparezcan unos momentos más tarde. Las investigaciones en las últimas dos décadas han revelado que una variedad de cosas, como partículas y ondas electromagnéticas, se mueven a través del espacio.

Estas partículas y ondas provienen tanto de nuestro Sol como de fuera de nuestro Sistema Solar. Rayo cósmico galáctico es el nombre de esas partículas y ondas que viajan grandes distancias desde más allá de nuestro Sistema Solar. La radiación y las partículas, conocidas como el “Viento Solar”, son constantemente emitidas por el Sol.

Todos los planetas, estrellas y galaxias que se pueden ver representan solo el 4 por ciento del universo. El otro 96 por ciento está hecho de cosas que no podemos ver, detectar o incluso comprender. Estas sustancias misteriosas se llaman energía oscura y materia oscura. Aunque comprendemos muchas propiedades importantes de los bloques de construcción fundamentales de nuestro universo, todavía hay misterios incontables por resolver.

Esto en cuanto a tu “espacio vacío”.

En relatividad general, hablamos de que la gravedad es el efecto de la curvatura del espacio-tiempo. Es difícil imaginar lo que esto realmente significa. Hay varios ejemplos que se usan comúnmente para ilustrar un espacio curvo, por ejemplo, tomar la superficie de una esfera.

Mientras pensamos en la superficie de una esfera, normalmente tenemos la esfera debajo para darle sustancia. En realidad, no necesitamos la esfera. La superficie se puede considerar como una entidad separada que puede existir ya sea que exista o no una esfera.

Cuando hablamos de la curvatura del espacio-tiempo, lo que realmente estamos describiendo son las propiedades de la métrica. (En la relatividad general, el tensor métrico, o simplemente el métrico, es el objeto fundamental de estudio. Puede considerarse libremente como una generalización del potencial gravitacional familiar de la gravitación newtoniana. La métrica captura toda la estructura geométrica y causal del espacio-tiempo , se utiliza para definir nociones como distancia, volumen, curvatura, ángulo, futuro y pasado).

Esta es la cantidad que nos dice la distancia entre puntos. Podemos definir la distancia entre dos puntos, haya o no algo intermedio. Tomemos, por ejemplo, dos objetos en el vacío. La brecha entre ellos podría ser de 1 metro o 100 metros. Aunque no hay nada que llene el espacio entre ellos, la distancia se puede medir con precisión.

Del mismo modo, la métrica existe tanto si el espacio está vacío como si no. En la relatividad general, tratamos la métrica como un campo, una cantidad física que varía con la posición. Esto no es realmente una cuestión, pero es un “algo” que existe en el vacío, y puede considerarse como una representación del campo gravitacional. Necesitamos pensar en el espacio-tiempo (cuya estructura está dada por la métrica) como curva. El vacío no es curvo.

Finalmente, ¿cómo importa el efecto de curvatura? La materia siempre quiere viajar en línea recta. Lo que se entiende por “línea recta” aquí es la línea más corta que une dos puntos. Para un espacio plano que sea recto como normalmente lo imaginas, pero pruébalo en la superficie de una esfera y obtendrás algo que parece curvo. A estos caminos más cortos los llamamos geodésicos . En una superficie curva, la distancia más corta entre dos puntos es en realidad una curva. Se necesita una fuerza para empujar un objeto fuera de su geodésica, por lo que cuando se mueve sin verse afectado por un vacío, un objeto continuará felizmente a lo largo de su geodésica. Que esto pueda parecer curvo es solo un efecto de la métrica, pero el objeto no tendría forma de saberlo sin interactuar con algo.

El mejor ejemplo sería la Tierra en órbita alrededor del Sol. El camino de la Tierra a medida que viaja a través del espacio está constantemente doblado hacia el Sol tanto que el planeta traza una órbita casi circular. Sin embargo, desde la perspectiva de la cuarta dimensión, se puede ver que no existe una fuerza real ejercida sobre la Tierra, simplemente que el Sol ha creado una depresión similar a un valle en un espacio de cuatro dimensiones, y que la Tierra simplemente está siguiendo camino más corto a lo largo de una geodésica a través del espacio-tiempo curvo.

El espacio en sí puede ser plano o curvo, dependiendo de la cantidad de materia que contenga.

Tienes razón. Las razones fundamentales de muchas acciones físicas continúan evadiendo a los físicos. Se requiere un espacio vacío, no físico, imaginario y sin forma para doblar, deformar y realizar muchas otras acciones físicas en algunas teorías, porque estas acciones satisfacen los análisis matemáticos de estos fenómenos físicos.
La masa, en sí misma, es una relación matemática, a menudo utilizada para representar el contenido de materia 3D de un cuerpo. Como es solo una relación, no puede hacer ningún trabajo físico.
Como la masa y el espacio son entidades funcionales, cumplen todas las funciones que les asignan los seres racionales. Los físicos que analizan algunos fenómenos requieren una masa imaginaria para doblar el espacio imaginario. Y estas entidades funcionales obedecen.
El espacio puede doblarse, deformarse o realizar otras acciones físicas, solo si está completamente lleno (fuera de las partículas de materia 3D básicas) por un medio universal. ver: http://vixra.org/abs/1007.0042

La curvatura del espacio no tiene nada que ver con lo que hay dentro: se refiere a la geometría básica del espacio-tiempo. Es extremadamente difícil para nosotros imaginar cómo puede suceder esto, ya que no hay ejemplos del mundo cotidiano o de la experiencia que nos guíen. Podemos hacer analogías muy crudas con la superficie de una pelota o una silla de montar; Sin embargo, debemos recordar que ni la pelota ni la silla están allí, es solo la geometría. Si lo desea, puede imaginar que alguna fuerza misteriosa lo obliga a permanecer siempre a una distancia fija del centro; no puedes moverte más cerca o más lejos del centro. Si usted es un topógrafo en tal situación, descubrirá que la geometría de las líneas y los triángulos es muy diferente de la que estudiamos en la escuela y concluirá que vive en un espacio-tiempo curvo.
Este NO es un concepto fácil de visualizar, porque no hay ejemplos cotidianos con los que podamos comparar.

Todas las cosas como la fuerza, la curvatura del espacio-tiempo es solo el sentido lógico para hacer que la cosa sea más fácil de percibir e imaginar para la comprensión de los humanos. En realidad, el espacio-tiempo nunca se curva, dicen esto para hacernos entender. La fuerza no actúa así.

Cierto.
Entonces, solo podemos suponer que el espacio es una cosa, un objeto como cualquier otro objeto, la única diferencia probablemente sea demasiado sutil.
Puede que no tenga ningún color ni textura, pero se dobla debido a alguna razón misteriosa y Einstein infiere que probablemente se deba a la masa.
Aún no lo sabemos.
Para que algo se doble debe tener algo de masa.
¿El espacio tiene masa?
Olvídate del tiempo, su espacio aún más sutil, al menos lo vemos desde la inexistencia o ausencia de objetos.
Pero el tiempo es aún más sutil.
Pero considero tanto el tiempo como el espacio como objetos y son responsables de todos los demás objetos, incluidos usted y yo, y todo lo que lo rodea está hecho de espacio y tiempo.
De lo sutil a lo grosero y a lo sutil es cómo se expresa la existencia.
El espacio en sí mismo no está vacío, solo podemos considerarlo como un fluido invisible.

Esta debe ser una de las preguntas más difíciles de responder que he encontrado en Quora. La frustración surge del hecho de que, si bien parece que soy capaz de concebir la curvatura del espacio en mi mente, repetidamente no pude encontrar las palabras para describirlo en la forma que requiere la pregunta (es decir, ¿cómo puede el espacio curvar la nada?) .

Creo que tiene que ver con nuestra creencia intuitiva de que debe haber algo material para poder curvarse. Si bien las ondas (como las ondas electromagnéticas) o los campos, como el campo magnético, no pueden curvarse en nada, tal vez no sea del todo intuitivo, pero se considera aceptable en nuestras mentes porque nuestros pares nos lo han dicho. Creo que tenemos que hacer lo mismo con la nada del espacio.

Realmente espero una respuesta que pueda poner en palabras este concepto abstracto.

Considere el espacio como una lámina de goma ahora ponga una pelota sobre eso. ¿Que ves? La lámina de goma se estira. Esto es solo una explicación de algo 3D usando un punto de vista 2D. El estiramiento es causado por la gravedad del objeto. Cuanto más pesado es, más se estira.

Aunque el espacio está vacío, la curva en el espacio debido a la masa de acuerdo con la teoría general de la relatividad se curva. El espacio puede estar vacío, pero hay estrellas y otros cuerpos que se ven afectados por su curvatura. Debido al efecto que tienen en estos cuerpos, sabemos que el espacio se dobla.