La respuesta es que la gravedad NO es causada por la curvatura del espacio-tiempo. Esta es quizás la más extendida de las muchas ideas erróneas sobre la física. Como escribí en mi libro (ver quantum-field-theory.net):
“En la mayoría de las presentaciones de física hoy se nos dice que la gravedad es causada por la” curvatura del espacio-tiempo “. Esta no era la visión de Einstein, ni es la visión de la teoría cuántica de campos. Einstein creía que la gravedad es un campo de fuerza, no muy diferente del campo electromagnético: [1]
“[Hay] un campo de fuerza, a saber, el campo gravitacional, que posee la notable propiedad de impartir la misma aceleración a todos los cuerpos. – Albert Einstein (E1923, p. 114)
- ¿Cómo podríamos terminar eligiendo esta ecuación de dilatación del tiempo en la relatividad (consulte los detalles)?
- ¿Que es el tiempo? ¿Cómo podemos imaginar el tiempo como un componente del espacio-tiempo?
- ¿Cómo explicarías la relatividad general a un niño de diez años?
- Relatividad general: ¿Cuál es el significado de la Ley de Hubble?
- ¿La relatividad y la dilatación del tiempo implican un futuro determinista?
“La idea de la curvatura espacio-temporal, como el concepto de cuatro dimensiones, tuvo su origen en las matemáticas. Al buscar un método matemático que pudiera incorporar su Principio de equivalencia, Einstein fue llevado a las ecuaciones de la geometría riemanniana. Y sí, estas ecuaciones describen la curvatura de cuatro dimensiones, para aquellos que pueden visualizarla. Usted ve, los matemáticos no están limitados por restricciones físicas; Las ecuaciones que tienen un significado físico en tres dimensiones pueden generalizarse algebraicamente a cualquier cantidad de dimensiones. Pero cuando haces esto, realmente estás tratando con álgebra (ecuaciones), no con geometría (configuraciones espaciales).
“Los premios Nobel Frank Wilczek y Steven Weinberg expresaron pensamientos similares:
“Podemos describir la relatividad general usando cualquiera de las dos ideas matemáticamente equivalentes: espacio-tiempo curvo o campo métrico. A los matemáticos, místicos y especialistas en relatividad general les gusta la vista geométrica por su elegancia. Los físicos entrenados en la tradición más empírica de la física de alta energía y la teoría cuántica de campos tienden a preferir la vista de campo … Más importante, como veremos en un momento, la vista de campo hace que la teoría de la gravedad de Einstein se parezca más a las otras teorías exitosas de física fundamental, por lo que es más fácil trabajar hacia una descripción completamente integrada y unificada de todas las leyes. Como probablemente puedas ver, soy un hombre de campo. – F. Wilczek (W2008, pág. 100-101)
“Ciertamente es un hecho histórico que cuando Albert Einstein estaba trabajando en la relatividad general, había a la mano un formalismo matemático preexistente, el de la geometría riemanniana, que podía y se hizo cargo de todo. Sin embargo, este hecho histórico no significa que la esencia de la relatividad general consista necesariamente en la aplicación de la geometría riemanniana al espacio físico y al tiempo. En mi opinión, es mucho más útil considerar la relatividad general sobre todo como una teoría de la gravitación, cuya conexión con la geometría surge de las propiedades empíricas peculiares de la gravitación. – S. Weinberg ( W1972 , p. Vii, p.3)
“Lo importante es poder hacer predicciones sobre imágenes en las placas fotográficas de los astrónomos, frecuencias de líneas espectrales, etc., y simplemente no importa si atribuimos estas predicciones a los efectos físicos de los campos gravitacionales en el movimiento de planetas y fotones o a una curvatura del espacio y el tiempo. (Se debe advertir al lector que estos puntos de vista son heterodoxos y se encontrarán con las objeciones de muchos relativistas generales.) – S. Weinberg, ( W1972 , p. 147)
“Entonces, si lo desea, puede creer que los efectos gravitacionales se deben a una curvatura del espacio-tiempo (incluso si no puede imaginarlo). O, como Einstein, Weinberg, Wilczek y yo, puede ver la gravedad como un campo de fuerza que existe en el espacio tridimensional y evoluciona en el tiempo según las ecuaciones de campo. ”
[1] En su artículo de 1916 “El fundamento de la teoría general de la relatividad”, el término campo aparece 58 veces, mientras que la “curvatura del espacio-tiempo” no aparece en absoluto.