¿Qué son la gravedad, el espacio-tiempo (frente al tiempo regular), la energía, la materia, el espacio-tiempo curvo y el continuo espacio-tiempo?

Es difícil obtener su cabeza redonda, pero hay que visualizar el tiempo como una cuarta dirección en el espacio. Todos estamos, tú, yo, el universo, en movimiento en el tiempo . “Estamos viajando en el tiempo a la velocidad de la luz”, como dijo Einstein. Un objeto en movimiento, dejado solo, continúa en línea recta para siempre. Tiene velocidad , una cantidad vectorial definida como una velocidad en una dirección particular. Cualquier cambio en velocidad – un cambio en la velocidad o la dirección – es una aceleración.

La presencia de masa provoca una distorsión, una curvatura, del espacio-tiempo. Cuando un objeto está en presencia de masa, debido a este movimiento en el tiempo se ve obligado a seguir un camino curvo en el espacio-tiempo: experimenta aceleración. Eso es lo que llamamos gravedad. La analogía del “elevador en el espacio” de Einstein demostró que no se puede distinguir la diferencia entre la gravedad estática y una aceleración suave constante, y la constante gravitacional G es en realidad una aceleración. Es simplemente muy difícil de visualizar cuando, como un ser humano, experimenta tiempo de la manera normal en humanos. El modelo de “lámina de goma” es lo mejor que podemos hacer cuando solo tenemos tres dimensiones para visualizar, pero de hecho necesitamos cuatro.

Aparentemente, la velocidad absoluta de un cuerpo en el espacio-tiempo no se puede cambiar. Entonces, si adquiere algún componente de velocidad en las otras tres dimensiones, es decir, comienza a moverse, la dirección del vector cambia pero no la magnitud (longitud). Por lo tanto el componente en el tiempo dirección se reduce. Es por eso que el aparente “paso del tiempo” difiere en los objetos en movimiento uno con respecto al otro, y también por qué cambia en presencia de masa, en la medida en que se deben usar tres “segundos” diferentes para calcular las órbitas de los satélites y similares. – Tiempo terrestre (TT) medido desde la superficie de la Tierra, Tiempo de coordenadas geocéntricas (GCT) medido desde el centro de la Tierra y Tiempo de coordenadas barcéntricas (BCT) medido desde el centro del Sistema Solar. Todos estos relojes funcionan a diferentes velocidades. Los segundos GCT y BCT difieren del segundo TT en aproximadamente uno y quince nanosegundos, respectivamente.

He aquí una respuesta parcial. Los términos “espacio-tiempo”, “espacio-tiempo continuo” y “tiempo-espacio continuo” se refieren a la misma cosa. En la vista de la física clásica o “el mundo físico” tiempo y espacio son dos cosas completamente independientes. Sin embargo, una vez que Einstein descubrió su verdadera naturaleza (documentada en su teoría especial de la relatividad ), aprendimos que no son independientes. Deben considerarse juntos como un “continuo espacio-tiempo”. Por ejemplo, su tiempo y el mío no son iguales en general. Dependen de nuestro movimiento uno con respecto al otro y de la fuerza de los campos gravitacionales en los que estamos y hemos pasado. La parte del campo gravitacional se describe en la teoría general de la relatividad de Einstein , que describe la relación entre el espacio, el tiempo, la materia, la energía y la gravedad. Una de las cosas que explica es que la “fuerza” de la gravedad corresponde a una deformación del espacio-tiempo cerca de objetos masivos. Es imposible que nuestra mente en 3 dimensiones a visualizar que la deformación directamente ya que se produce en 4 dimensiones. Por lo tanto, cuando la gente trata de explicar que, a menudo utilizan analogías 3 y 2 dimensiones. Ahí es donde entran cosas como una pelota en una sábana de tela elástica.

Primero necesitas entender lo que los físicos quieren decir con “tiempo”. Piensan en el tiempo como lo que miden los relojes físicos. No es una abstracción absoluta, pero lo que puede ser medido en principio.

Una vez que usa esa definición, llega rápidamente a la conclusión de que, dado que los relojes son físicos, se ven afectados por altas velocidades, aceleraciones, campos gravitacionales, etc., al igual que otros objetos físicos, y entonces el tiempo, nuevamente definido como el resultado de la medición por relojes físicos.

El quid de la cuestión es el universo como se describe por Einstein es un tiempo espacio colector 3D + 1D. Cuando la dimensión es el tiempo. La idea de una variedad es un término matemático que realmente para todos los propósitos intensivos de la conversación nos permite estudiar la forma en que el tejido de ese espacio-tiempo se curva y deforma con respecto a ciertas propiedades físicas y en términos de relatividad, energía, masa y gravedad. Para entender por qué la deformación del espacio realmente afecta el tiempo, todo lo que tenemos que hacer es considerar el hecho de que nuestras dimensiones 3D perceptibles están intrínsecamente conectadas a otra dimensión del tiempo 1D, creando la variedad de la que hablé anteriormente y así doblar esta variedad de cualquier manera puede afectar las todas las dimensiones, incluyendo el tiempo.

En una palabra, si. Para ser más precisos, cualquier cosa que tenga masa o incluso energía se ve afectada por la gravedad.

Esto es lo que hace que la gravedad sea única entre todas las fuerzas / interacciones fundamentales. Es el único que afecta a todas las partículas.

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