Curvas de masa espacio / tiempo (también conocido como gravedad). ¿Es realmente una fuerza? ¿Es por lo tanto inútil la búsqueda de ondas gravitacionales?

tl; dr: Las fuerzas no son conscientes de lo que las causa, solo se definen por la aceleración.

Me gustaría extender un poco la respuesta de Siva:

El problema que parece tener proviene de su comprensión de la palabra fuerza. En la mecánica newtoniana no hay un concepto de qué causa una fuerza. Las fuerzas se definen _por_ su acción, que podemos observar en un sistema inicial [1].

Supongamos que se sienta en dicho sistema y la partícula de prueba que observa comienza a cambiar su impulso (es decir, se acelera). Luego continúa y define la fuerza que actuó sobre la partícula por su aceleración.
Para que esto funcione, no necesitamos suponer nada sobre el motivo de la aceleración, ¡solo debemos poder observarlo!

Lo que realmente cambia en GR es la descripción de su sistema. El concepto del sistema inercial (es decir, una clase especial de sistema de coordenadas) es abandonado y reemplazado por 4d-espacio-tiempo. El espacio y el tiempo ahora están acoplados y la definición clásica de fuerza a través del derivado del tiempo del impulso (aceleración de lectura) ya no tiene sentido. [2]
En cambio, GR postula que todas las partículas se mueven en todo momento en línea recta en este 4d-espacio-tiempo.
Para volver a conectar esto al concepto de una fuerza en el sentido newtoniano, uno debe proyectar el movimiento espacio-tiempo en el espacio 3d que cualquier observador (usted o yo) podría observar. Aquí el movimiento ya no es una línea recta y, por lo tanto, la “aceleración” puede servir nuevamente como la medida de la fuerza.

Esto significa que cualquier curvatura del observador (también conocida como gravedad) parece actuar como una fuerza. Las ondas gravitacionales son solo cambios en esa curvatura, que a su vez son observables. Aunque muy muy muy débil.

[1] que a su vez se define como un sistema en el cual una partícula de prueba no experimenta aceleración, es decir, existe una circularidad inherente en el marco de la mecánica newtoniana.
[2] básicamente cada observador tiene su propio tiempo y, por lo tanto, la idea general de un “cambio con el tiempo” no puede ser válida para todos de la misma manera.

Curvas de masa espacio-tiempo. La gravedad es la curvatura del espacio-tiempo, causada por la masa. Son dos entidades separadas. En ese sentido, la gravedad no es realmente una “fuerza”. Lo que percibimos como gravedad es en realidad solo objetos que se mueven en línea recta en el espacio-tiempo curvo 4D.

Puedes pensar que las ondas gravitacionales son perturbaciones a través del espacio-tiempo, pero esa redacción hace que suene innecesariamente abstracto y misterioso. Si imagina que, de repente, el sol desapareció instantáneamente, ¿lo sabríamos? No, ya que la información solo puede viajar a la velocidad de la luz. Aprenderíamos sobre la desaparición del sol unos 8 minutos después de que ocurra, cuando la onda gravitacional causada por la desaparición del sol llegue a la Tierra. Sin embargo, las ondas gravitacionales no se limitan a ser causadas por eventos como ese. El movimiento de los planetas, o básicamente cualquier cosa, provocaría la propagación de una onda gravitacional. Cuando una masa se mueve, su efecto sobre el espacio-tiempo cambia ligeramente, lo que se manifiesta como una onda gravitacional para los observadores.

La búsqueda de ondas gravitacionales definitivamente no es en vano, porque, si se encuentra, podríamos “ver” el universo incluso si estaba opaco a la luz, lo que podría conducir a una mejor comprensión de la historia temprana del universo.

Creo que la masa tiene un efecto en el espacio-tiempo pero no a través de ningún tipo de “fuerza”, excepto el hecho de su existencia. No creo que ninguna masa irradie ondas o emita partículas que causen gravedad. Creo que la gravedad es un aspecto de la masa misma. ¡Esto, por supuesto, haría que esa búsqueda también sea inútil! : – /

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