¿Qué es una curva espacio-tiempo?

La relatividad especial se ocupa de un espacio-tiempo “plano”, donde las leyes de la mecánica son simples: siempre que no actúe una fuerza externa sobre un objeto, se moverá en línea recta a través del espacio-tiempo: a una velocidad constante a lo largo de un camino recto.

Pero si colocamos un objeto masivo en ese espacio, ejercerá una fuerza sobre todas las demás masas a su alrededor, según la teoría de la gravedad de Newton. Si colocamos otro objeto más pequeño en la vecindad, su movimiento se desvía de su camino recto espacio-temporal; en cambio, tiende a curvarse hacia el objeto masivo y se acelera por la atracción gravitacional.

En relatividad general, la situación es diferente. El objeto masivo que colocamos en una región del espacio conduce a una ‘distorsión’ del espacio-tiempo. O, podemos decir, el espacio-tiempo en presencia de una masa es curvo. Tal espacio-tiempo curvado puede compararse con una esfera. Las líneas en una esfera son geodésicas, una curva espacio-tiempo que es lo más recta posible. Los objetos de prueba en las proximidades de la esfera masiva siguen estas geodésicas. La gravedad no los refleja desde sus líneas rectas: continúan en línea recta, a lo largo de la curvatura.

La figura muestra una esfera (Tierra), y en líneas rojas, un triángulo formado por tres geodésicas que se cruzan. Los dos ángulos del triángulo que se encuentran a lo largo del ecuador son ángulos rectos: suman 180 grados. El total, que incluye el ángulo que se encuentra en el polo norte, es mayor de 180 grados. El excedente define una medida de la curvatura de la esfera. Todas las líneas de arriba son líneas rectas y paralelas entre sí como se ve desde el ecuador.

La relatividad general es la dinámica de la distancia; La forma en que medimos la distancia está distorsionada por un campo gravitacional que vemos como una curva. ¡Los aviones de pasajeros vuelan rutinariamente ‘alrededor del mundo’ en línea recta!

Imagen de arriba cortesía de: Relatividad a la mecánica cuántica moderna

Lectura adicional: Gravedad: de la ingravidez a la curvatura

Deje que un satélite a una altura de la superficie terrestre, describa, un arco-seg. distancia, de modo que viajará siempre paralela a la superficie de la superficie terrestre. Por lo tanto, el satélite definirá el círculo. No está viniendo a la Tierra y tampoco va al Sol o Júpiter debido a que su gravedad actúa sobre él. El satélite se mueve libremente a lo largo de su camino circular. Y aquí está el punto. La ruta definida por el satélite es una curva de espacio-tiempo. Se une un tensor (fuerza) al círculo descrito por el satélite que incluirá la fuerza gravitacional, la fuerza centrífuga y, en particular, un tensor de fuerza tangencial. El círculo en este caso se define cierta velocidad y el satélite en un período de tiempo particular. Por lo tanto, el tiempo y el espacio están involucrados igualmente en la descripción de tales círculos libres. Dependiendo de la velocidad wrt distancia del cuerpo masivo, un satélite definirá muchos otros caminos curvos wrt tierra; wrt número de cuerpos estelares, galaxias y universo en su conjunto; del átomo a las afueras del universo. Ese es el espacio-tiempo continuo. El Gran Científico Einstein ha formulado una constante y una docena de ecuaciones para definir cualquier punto del Universo. Es el resultado de la relatividad general. Cuando alguien habla de doblar el espacio; debe tomarse en el sentido anterior y no como doblar algo como láminas de metal. Gracias,

Sinceramente tuyo,

Dadarao Dhone,

El espacio-tiempo es curvatura es una geometría 3D con espacio 2D y otro es tiempo, cuando el objeto masivo gira sobre él su curva espacio-tiempo y esa es la razón por la cual el mercurio tiene una órbita similar a la forma de una flor.

Cuando tiene una manta con sus lados fijos a cualquier cosa y coloca cualquier objeto en ella, se crea una tensión. Cuando la comparamos con el espacio en blanco, asumimos la manta como las coordenadas del espacio-tiempo y la tensión creada por el objeto como la curva espacio-tiempo que es la g, es decir, la fuerza gravitacional.