¿Cómo sabemos que la gravedad no tiene un inverso “repelente”, como el electromagnetismo, de modo que podría atraer o repeler otra masa dependiendo de su “polaridad”?

La respuesta de Mark Barton es bastante esclarecedora. Me gustaría agregar algunos comentarios. Una de las principales razones por las que podemos decir que la masa negativa, incluso si existe en algún lugar, no afecta realmente la parte del universo que observamos, es porque muchas observaciones en nuestro universo pueden describirse bien en términos de teoría de la relatividad, de la cual la gravedad de Newton es un escenario limitante.

Las fuerzas débiles y fuertes son de rango bastante corto, y la fuerza electromagnética. aunque de largo alcance, no contribuye a la dinámica a escala de galaxias, porque la materia es eléctricamente neutral a gran escala. Entonces, las únicas fuerzas responsables del movimiento a escalas astronómicas son la gravedad.

Ahora, los movimientos de los planetas / galaxias observados habrían sido muy diferentes a nuestras observaciones actuales si contuvieran una carga gravitacional negativa (que es lo mismo que la masa gravitacional negativa). Sin embargo, las violaciones del principio de equivalencia de Einstein (que dice que la masa gravitacional es la misma que la masa inercial, que es positiva) aún no se han observado, hasta donde yo sé. Por lo tanto, podemos decir que el universo observable consiste en materia con carga gravitacional positiva.

Lo sabemos por observación.

Además, los fenómenos que generan la atracción de la gravedad son fundamentalmente diferentes de los fenómenos que generan fuerza a través de la carga eléctrica.

La gravedad afecta CUALQUIER materia, que la fuerza electromagnética no hace. Es causada por una curvatura en la estructura del espacio-tiempo que resulta de la presencia de masa.

La fuerza electromagnética se deriva de las reacciones de fotones / materia a nivel cuántico. Una causa muy diferente de este efecto.

¡Algunas de las respuestas son fascinantes! Gracias.

El universo está impregnado de energía. Esta energía tiene una presión negativa uniforme. La presión negativa contribuye a, sí, la “gravedad repulsiva”. Entonces, la gravedad repulsiva es inherente al universo y hace que se expanda más rápido con el tiempo.

Cuando los cuerpos están más cerca uno del otro, ejercen una diferencia de presión positiva o una gravedad atractiva. Cuando se separan a largas distancias, ceden ante la ‘gravedad repulsiva’ o la presión positiva es anulada por la negativa, inherente a todo el universo.

Entonces, la gravedad puede ser atractiva o repulsiva. De hecho, el campo gravitacional que experimentamos es el resultado de ambos.

Encontré un capítulo en The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality: Brian Greene absolutamente fascinante para leer sobre este tema.

Hasta donde sé, no se descarta por completo que pueda haber masa negativa, es solo que (i) sería muy extraño y (ii) el sospechoso obvio, es decir, la antimateria, definitivamente no lo tiene.

La materia negativa sería muy extraña en el sentido de que si imagina un bulto junto a un bulto igual y opuesto de materia regular, y permite que uno aplique una fuerza sobre el otro, ambos despegarían en la misma dirección, acelerando indefinidamente .

Y estamos bastante seguros de que la antimateria tiene una masa gravitacional positiva, porque sabemos con certeza que tiene una masa inercial positiva, y de acuerdo con el principio de equivalencia de Einstein, esto es exactamente lo mismo que la masa gravitacional.

Sabemos que las partículas de antimateria tienen una masa inercial positiva debido a la forma en que se curvan bajo la influencia de los campos eléctricos y magnéticos. Las partículas cargadas tienden a ir en círculos en un campo magnético, porque la fuerza siempre está en ángulo recto con la velocidad. Es posible ver esto directamente en las cámaras de burbujas. Los protones y los antiprotones se curvan en direcciones opuestas, por lo que si la carga es opuesta, la masa inercial no puede ser opuesta.

Eso es lo que observamos, y eso es lo que dice la Relatividad General, que está bien respaldada. Se trata solo de masa (bueno, realmente, energía / momento, pero la mayor parte es masa). No hay nada que polarizar, a menos que comience a hablar de energía / momento negativo, que no está completamente excluido.

Ahora, eso no significa que la gravedad no pueda repeler. Una de las ideas en la fase de inflación fue que la gravedad sí repele, pero aún así repele todo.