Gracias por A2A.
Para llegar a una teoría matemática predictiva, debe tener una noción más precisa de lo que es “espacio” y de lo que significa que sea “denso” o “desplazado”. No conozco ninguna teoría matemática que haga exactamente eso de una manera que sea consistente con todos los datos de observación.
Sin embargo, la teoría general de la relatividad (GR) proporciona una descripción muy coherente y coherente de la gravedad en todas las escalas de longitud menos las más pequeñas, y la idea principal es vagamente similar a lo que parece estar hablando. (lo que sigue es un lenguaje posiblemente simplificado)
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La mecánica newtoniana ordinaria describe la dinámica de partículas y campos en el llamado espacio cartesiano “plano” con ejes x, y, z que nos enseñan en las escuelas secundarias; con lo cual quiero decir que todas las ecuaciones de movimiento tienen x, y, z como parámetros independientes.
En términos más simples, GR extiende la mecánica newtoniana a una noción más general del espacio, pasando del espacio cartesiano 3D [1] a lo que los matemáticos llaman “múltiple” (y la gente normal llama “espacio curvo”). Puedes pensar en una variedad como un collage de muchos, muchos espacios cartesianos individuales. La superficie de la tierra es un ejemplo perfecto: no se puede describir toda la superficie en términos de un sistema cartesiano (2D), sin embargo, pequeñas partes de ella (por ejemplo, la isla de Manhattan) se pueden tratar como un espacio de coordenadas xy (calles y avenidas).
El punto de todo esto es que ahora podemos hacer física en una variedad con cambios (relativamente) menores en las matemáticas subyacentes. Resulta que muchas de las complicaciones necesarias de lidiar con el espacio curvo pueden manejarse usando el objeto conocido como tensor métrico (vea Tensor métrico (relatividad general)) que básicamente le dice cómo cambian sus coordenadas “locales” cuando muévase a través de su superficie (piense que se mueve desde la grilla de Manhattan a la grilla de Filadelfia)
Las ecuaciones de campo de Einstein le dicen que la presencia de materia o energía (dada por el tensor de energía de estrés) afecta al tensor métrico o, en términos coloquiales, esa materia / energía hace que el espacio se “curve”. Una consecuencia de esto es que la gravedad no es realmente una “fuerza” per se, sino solo una manifestación del hecho de que los objetos masivos están deformando el espacio a su alrededor.
TL; DR Ya existe una teoría consistente de la gravedad llamada relatividad general que incluye una definición precisa del espacio y que proporciona una descripción simple (pero predictiva) de la gravedad.
Espero que ayude.
Descargo de responsabilidad: mi conocimiento de GR está limitado a 1/2 semestre en la universidad, es muy posible que haya errores de hecho arriba.
[1] He ignorado la idea del espacio-tiempo a lo largo de la respuesta, para explicarlo simplemente reemplaza la palabra “espacio cartesiano” con “espacio minkowskiano” en todas partes.