El Principio de Equivalencia es nuevamente una de las pruebas más profundas de la teoría de Einstein de que un objeto masivo dobla el espacio-tiempo. Vamos a dar un paseo en el espacio profundo. Va a ser largo.
Supongamos que estás en un cubículo cerrado. Está en el espacio exterior. Entonces flotas. Al igual que los astronautas que ves en Interestelar y Gravedad. Las cosas contigo también flotan. Te sientes ingrávido. (No tener peso significa que no hay (o poca) gravedad para ejercer una fuerza sobre usted).
De repente, su cubículo comienza a acelerar hacia arriba (exactamente a la velocidad de 9.8 metros por segundo al cuadrado). En consecuencia, dejarás de flotar ahora y sentirás el peso de ti mismo. Hay una ‘pseudo fuerza’ actuando sobre usted en este momento que ‘lo empuja’ hacia abajo (es decir, en la dirección opuesta a la de la aceleración, no hay ‘arriba’ o ‘abajo’ por ahí). Por lo tanto, ahora puedes pararte correctamente en el cubículo. (Esta es la razón por la que te sientes más pesado cuando un elevador acelera hacia arriba).
- ¿Qué piensas sobre la teoría M?
- ¿Existe alguna teoría para el trinomio?
- Si el campo de Higgs explica la masa cero de fotones, ¿por qué la luz se dobla bajo la influencia de la gravedad?
- ¿Cuál es una buena explicación específica de todas las (11) dimensiones? (¿O hasta donde usted sabe)?
- ¿Hay alguna razón por la que no debería creer en la teoría de cuerdas?
[¿Por qué mantuvieron el ‘Endurance’ girando en Interestelar? Porque al girar creas una fuerza gravitacional artificial (fuerza G o fuerza centrífuga) que te mantiene erguido en lugar de flotar. Por lo tanto, vimos que Cooper, el Dr. Brand y otros estaban haciendo sus tareas fácilmente cuando estaban dentro del ‘Endurance’. Además, así es como los pilotos de combate están entrenados para soportar las fuerzas G extremas que se les ofrecen mientras pilotean los aviones.]
Volvamos a la tierra. El mismo cubículo está parado en el suelo. La aceleración por la que pasó el cubículo allí arriba es la misma que la tierra plantea a sus objetos que caen libremente. El principio de equivalencia dice que las dos condiciones descritas (la del espacio y la de la tierra) son exactamente las mismas. No puedes saber si estás parado en un cubículo cerrado en la tierra o en un cubículo acelerado en el espacio. Si realiza un experimento en estas situaciones, los resultados serían sorprendentemente similares. La pelota caerá exactamente de manera similar allí arriba, ya que cae en la tierra de tus manos.
Poniéndolo en una línea: “Se puede hacer un marco de referencia acelerado de manera que imite la presencia de un campo gravitacional”.
Entonces, ¿cómo prueba esto que el espacio-tiempo está doblado?
Ahora, una noción preconcebida de que la luz viaja en línea recta se va a romper (en algún otro marco de referencia). Si se te entrega una antorcha en ambas situaciones, ¿qué crees que pasaría?
En el espacio (el marco de referencia acelerado), cuando disparas los fotones desde la antorcha, salen en línea recta. Pero a medida que el cubículo se acelera, no tocarán el punto en la pared del cubículo que es paralelo a la antorcha, sino que golpearán un punto un poco más abajo. Por lo tanto, el haz de luz está doblado (en forma parabólica), exactamente como si el haz de agua cayera al suelo desde una manguera. (Por supuesto, la curvatura que se muestra es exagerada para fines de explicación; en realidad, no se nota en absoluto debido a la tremenda velocidad de la luz).
¡Y esto DEBE suceder también en la tierra, debido al principio de equivalencia! Y sucede! Pero no podemos notar eso. ¡Pero esto no se puede inferir ya que la luz se inclinó hacia abajo debido a la gravedad! (Los fotones tienen menos masa). Y así, Einstein llegó a la conclusión de que es el espacio-tiempo mismo el que se está doblando, debido a la enorme masa. En el marco de referencia acelerado, la luz se dobla debido a la aceleración, en la tierra, la luz se dobla debido al espacio-tiempo curvado, gracias a la masa de la tierra.
La luz es inocente, se adhiere al camino recto pero el espacio lo dobla.
Si has leído hasta este punto, ¡bingo! Ahora ya sabes la razón detrás de una de las misiones de física más buscadas.
Gracias Usuario de Quora por proporcionar su respuesta en términos científicos.