Si la gravedad no es una fuerza, ¿por qué la contamos entre las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza?

Depende de lo que uno entienda por una “fuerza”. Si tomamos la definición original de Newton, por la cual él supone que un cuerpo se moverá en línea recta a velocidad constante siempre que no tenga fuerza que actúe sobre él, entonces una fuerza es cualquier cosa que hace que su movimiento sea diferente del de velocidad constante. Con esta definición de una fuerza, claramente la gravedad es una fuerza.

Sin embargo, Einstein generaliza la definición de movimiento libre de fuerza a la del movimiento a lo largo de una geodésica del múltiple espacio-tiempo.

Si tomamos esa variedad para tener la geometría plana de Galileo y Newton, entonces las geodésicas son todas líneas rectas a velocidad constante y las dos definiciones dan el mismo resultado.

Sin embargo, la suposición de la relatividad general es que la masa curva la geometría del espacio-tiempo y, por lo tanto, curva la geodésica. Bajo esta suposición, dado que la gravedad no perturba el movimiento de un cuerpo a lo largo de una geodésica, no está aplicando una fuerza a ese cuerpo.

Con esta definición revisada de movimiento libre de fuerza, nuestra percepción de una fuerza (de hecho, la única fuerza que percibimos más fácilmente) es simplemente una falla en darnos cuenta de que el movimiento geodésico no es plano cerca de la superficie terrestre. Cuando intentamos resistir este movimiento geodésico, por ejemplo, levantando una masa significativa, ciertamente debemos aplicar, y a cambio sentir, fuerzas significativas, pero estas son fuerzas que surgen de las interacciones electromagnéticas entre nosotros y la masa como resultado de tratar de desplazarla. de su movimiento geodésico.

La relatividad general supone que el espacio-tiempo es asintóticamente plano en una escala lo suficientemente pequeña libre de masa, y es asintóticamente plano cuando está lo suficientemente alejado de cualquier masa (este último aspecto no es una suposición explícita, sino más bien el estándar predeterminado para resolver problemas) – Por lo tanto, consideramos que la masa tiene la capacidad de distorsionar la geometría del espacio-tiempo desde una planitud intrínsecamente libre de masa. Por lo tanto, podríamos decir que la gravedad es una fuerza que la masa aplica a un espacio-tiempo plano, en lugar de una fuerza sobre los cuerpos per se.

La experiencia humana es que hay influencias mágicas a distancia. Se consideran fuerzas “causales” y, por lo tanto, fundamentales. Consideran que las fuerzas causales son una causa de cosas que se atraen o se repelen entre sí. Lo que estamos aprendiendo es que la aceleración entre las cosas es un efecto, no una causa. Al definir la fuerza como una masa multiplicada por una aceleración, f = m * a, la fuerza de gravedad se puede calcular y corresponde a la medición. En ese sentido, la fuerza de la gravedad es innegable. Sin embargo, claramente no es una atracción mágica de todos a todo en el universo, como se supone para que una fuerza sea fundamental.

Decir que la gravedad no es una fuerza cuando miramos más allá de nuestra instantánea tridimensional del espacio-tiempo para considerar el presente y el futuro al mismo tiempo, siendo el tiempo solo otra dimensión. Descubrimos que la masa tiene la propiedad de retrasar el tiempo, de modo que el espacio-tiempo se deforma por histéresis local en el espacio-tiempo de 4 dimensiones. En esta resma, un cuerpo solo va en línea recta a través del espacio de tiempo deformado. Hemos descubierto el truco detrás de la magia, por lo que debemos abandonar la noción de que es una influencia mágica a distancia.

Pero lo mismo puede decirse de las otras fuerzas. Si el universo es mecánico cuántico y la prueba de que la descripción mecánica mecánica de la realidad es completa sin variables ocultas, no puede haber influencias ocultas es correcta. En efecto, esto prueba que no hay influencias mágicas a distancia, excepto por el enredo lógico entre entidades distintas. Nada puede afectar a todo lo demás en el universo como sugiere falsamente la experiencia humana. La masa de un objeto está relacionada con el número de enredos o, de manera equivalente, el número de bits cuánticos.

La ilusión de las fuerzas mágicas es tan fuerte que los científicos son reacios a renunciar a ella. A pesar de las interpretaciones deterministas equivalentes de Bohm y Cramer, el modelo estándar resucita la noción de fuerzas mágicas al otorgar fisicalidad a la probabilidad. Por ejemplo, la amplitud de probabilidad se calcula para un momento de intercambio de electrones con otro y consideramos que es la fuerza de repulsión. Pero a menos que los electrones interactúen, no tienen absolutamente ningún efecto entre ellos. No hay influencia mágica a distancia. Es posible que dos electrones a distancia x nunca interactúen y, por lo tanto, no tengan efecto entre ellos refutando la ley de Coulomb y la noción de una fuerza mágica a distancia.

Así, la fuerza aparente es una propiedad emergente más que la causa de algo fundamental. Se puede demostrar que la incertidumbre cuántica se debe a la falta de información sobre el estado del sistema cuántico. Si tenemos información completa, como en un cálculo cuántico, el resultado es completamente determinista. Si tenemos suficiente información para que una probabilidad se convierta en una, todas las otras alternativas de probabilidades se vuelven cero instantáneamente a pesar de que su valor anterior exhibe una elección tardía que contradice la influencia de las probabilidades anteriores.

Aislar un sistema cuántico es difícil. Tienden a estar plagados de influencias externas al sistema que hacen imposible determinar qué sucederá de antemano. Debemos considerar los efectos randon pero eso no los hace sin causa. Cuando un sistema está aislado, como en un cálculo cuántico, la respuesta siempre es determinista sin ninguna confusión. Como proclamó Carver Mead, no estamos mirando un cuanto borroso con lentes transparentes, sino un cuántico claro con lentes borrosos. Loyd comentó que se realizó un cálculo cuántico como si el resto del universo no estuviera allí, no hubo influencias mágicas de el exterior.

Entonces, a menos que creamos que las probabilidades tienen un efecto físico, no hay fuerzas “causales” y no deberíamos decir que la gravedad no es fundamental porque es fundamental para nuestra experiencia. Desde la perspectiva humana hay al menos cuatro fuerzas fundamentales. Por un lado, todos los aspectos que se consideran de una fuerza unificada o eléctrica y magnética pueden separarse nuevamente para formar 5 fuerzas fundamentales, ya que las eléctricas y magnéticas tienen un efecto fundamentalmente diferente desde la perspectiva humana. El hecho de que ambos sean resultado de la interacción cuántica no los convierte en lo mismo. El eslabón perdido es la gravedad cuántica que separa la gravedad de las otras fuerzas, pero creo que pronto será desmitificada. Ver la respuesta de Jim Whitescarver a ¿Qué es el tiempo? ¿La gravedad realmente ralentiza el tiempo? y la respuesta de Jim Whitescarver a ¿Qué es el enredo cuántico?

Este es el resultado del Modelo Estándar (SM) de Física de Partículas. Puedes usar la palabra interacciones para las fuerzas, ya que eso es lo que realmente está sucediendo. En cada caso, SM nos dice que hay una partícula llamada Bosón de Vector Intermedio (IVB) que lleva la interacción de un cuerpo a otro. La interacción electromagnética es llevada por los fotones, la interacción débil por los bosones W y Z, la interacción fuerte por el gluón y la interacción gravitacional por el hipotético gravitón. Uso la palabra hipotética porque nadie ha visto un gravitón. Para simplificar la discusión, a menudo usamos la palabra fuerza en lugar de interacción.

La relatividad general es, de hecho, una teoría separada muy diferente de la de las fuertes fuerzas nucleares y electrodébil basadas en observaciones físicas de partículas, y aún no se ha relacionado con ella. La idea de unificarlos se llama Teoría de todo, una observación irónica de su naturaleza extremadamente ambiciosa y general. La idea más pequeña de simplemente unificar QFT fuerte y electrodébil se llama Gran teoría unificada.

El hipotético portador de gravedad QFT es el Gravitón. Tiene que ser spin-2 por razones básicas y, por otro lado, puede que no haya mucho más que decir al respecto.

Compare la dualidad onda-partícula en el electromagnetismo. Ambas descripciones muy diferentes son válidas y útiles. Pero la formulación de partículas / fuerza de la gravedad aún no tiene detalles.

Eso no es lo que hace la relatividad general, aunque es un concepto erróneo popular, incluso entre las personas que deberían saberlo mejor.

Lo que GR hace es proporcionar una explicación mecánica de cómo una partícula puede ejercer una fuerza gravitacional sobre otra. En el proceso de proporcionar esa explicación, le permite clasificar qué efectos se deben a la gravedad y cuáles no.

La formulación de mg en todos los libros de texto introductorios en realidad NO se debe a la gravedad. Más bien, se debe a algo (la Tierra) que te impide seguir tu movimiento geodésico.

Por otro lado, los efectos de las mareas SON un efecto de la gravedad, debido al hecho de que en un espacio-tiempo curvo, dos geodésicas no tienen que ser paralelas, por lo que el movimiento de inercia de diferentes partes de un objeto extendido las separa o las junta. .

En palabras de John Wheeler, todas las fuerzas gravitacionales son fuerzas de marea.

La respuesta simple es: su pregunta es exactamente por qué el término “interacción fundamental” está ahora de moda, reemplazando las “fuerzas fundamentales” que antes eran populares.

La teoría de la relatividad son casos especiales en los que todo tiene un significado diferente. No es que este nuevo significado sea en sí mismo perfecto o imperfecto. Es simplemente diferente.

Entonces, cuando la gravedad es solo una curva en el espacio-tiempo de acuerdo con la relatividad general, no la supera claramente como fuerza.

Todavía esperamos el día en que lo rompamos todo, puede ser que todas las fuerzas sean partículas. Puede ser que todas las fuerzas sean perturbaciones de dimensiones superiores.

Aún por explorar. Sin embargo, para ser perfecto.

Hasta entonces, un nuevo descubrimiento no negará el viejo descubrimiento hasta que descubra específicamente su falsedad.

Debes entender que no entendemos la naturaleza de la gravedad de la misma manera que las otras fuerzas. No se presenta a la experimentación en un ciclotrón, ni es particularmente notable a nivel atómico.

En cambio, tenemos que ver eventos de casualidad en el cielo, estos suceden con la frecuencia suficiente para que podamos encontrar algún tipo de evento en curso, incluidas las estrellas explotando.

Pero los datos recopilados aún no son lo suficientemente exactos como para superar a GR frente a GEM, que tiene la gravedad como fuerza.

Como la gravedad es un efecto del espacio-tiempo doblado por objetos masivos, no es una fuerza. Tendemos a asociar el efecto de la gravedad como un campo de fuerza generado entre objetos masivos, pero la gravedad también dobla la trayectoria de los fotones como portadores de fuerza para la luz. Como la luz no tiene masa en reposo, si la gravedad fue una fuerza intercambiada por objetos masivos, entonces la luz no debería verse afectada. En mi opinión, el hecho de que la luz se doble por la gravedad significa que solo hay tres fuerzas fundamentales. Ya tenemos una teoría de la fuerza unificada en el Modelo Estándar de Física que unifica la fuerza fuerte-débil con la fuerza electromagnética (o luz).

Ya no son 4. A través de la unificación, ahora es 3. La siguiente unificación los fusionaría en 2, y luego en 1.
Mi punto es: nuestra comprensión sobre “fundamental” está evolucionando.

Que la fuerza esté con usted.
🙂

La gravedad es una fuerza que une toda la materia (que es cualquier cosa que puedas tocar físicamente). Cuanto más materia, más gravedad, entonces las cosas que tienen mucha materia, como los planetas, las lunas y las estrellas, tiran con más fuerza.
La masa es cómo medimos la cantidad de materia en algo. Cuanto más masivo es algo, más fuerza gravitacional ejerce. Mientras caminamos sobre la superficie de la Tierra, tira de nosotros y retrocedemos. Pero dado que la Tierra es mucho más masiva que nosotros, el tirón de nosotros no es lo suficientemente fuerte como para mover la Tierra, mientras que el tirón de la Tierra puede hacernos caer de bruces.
Además de depender de la cantidad de masa, la gravedad también depende de qué tan lejos esté de algo. Es por eso que estamos atrapados en la superficie de la Tierra en lugar de ser arrastrados hacia el Sol, que tiene muchas más veces la gravedad de la Tierra … por lo que la gravedad es una fuerza y ​​por eso se cuenta como fuerzas fundamentales en la naturaleza.

Es una fuerza. También se puede explicar como una distorsión del espacio-tiempo. Pero esto también podría aplicarse a las otras tres fuerzas. Es por eso que la teoría de cuerdas tiene una dimensión adicional: un renacimiento moderno de una idea que se propuso para el electromagnetismo poco después de que se demostró que la Relatividad General es superior a la gravedad newtoniana.

La fuerza gravitacional se cuenta como una de las cuatro fuerzas fundamentales, no la gravedad. Estas son dos cosas diferentes.

La gravedad es una fuerza, mientras que el concepto de espacio-tiempo curvo es incorrecto porque el tiempo del reloj es absoluto y universal y el espacio físico es euclidiano tridimensional y rígido. Ahora sabemos que todas las teorías físicas basadas en modelos relativistas de espacio-tiempo están equivocadas. El mundo está experimentando una nueva revolución en la física y se desarrollarán todas las teorías completamente nuevas.

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