La idea de las teorías de Aether es que si la luz es una onda, necesita un medio para atravesarla, al igual que las ondas de sonido, las ondas de agua o las vibraciones de cuerdas. Es una premisa muy sólida .
Los físicos postularon la teoría antes de conocer las ecuaciones de Maxwell y cómo la luz podría ser un cambio de propagación automática entre los campos eléctricos y magnéticos. Sin embargo, incluso hoy todavía hay quienes creen en un Éter.
En un intento de demostrar la existencia de Aether, Michelson desarrolló un experimento que a primera vista parece muy similar a Ligo … La idea era simplemente si nos movemos a través de un Aether, entonces el movimiento relativo debería desfasar la luz cuando viaja a través de un camino 90 grados diferente. Sin embargo, el experimento de Michelson de 1881 no logró encontrar un éter y comenzó a deletrear el final de la teoría.
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Después de un análisis más cuidadoso, se concluyó que el experimento de 1881 fue un experimento nulo. Tendría los mismos resultados independientemente del movimiento relativo a través de un éter, por lo que Michelson-Morley diseñó un experimento mejor, el experimento de Michelson-Morley. Este segundo experimento es crédito como refutar la existencia de un éter. En realidad, solo refutó la existencia de un tipo de éter, uno que sigue a la física newtoniana.
Lo suficientemente interesante, en realidad hay algo muy similar al Aether que realmente se ha descubierto. El campo de Higgs. Como un éter, impregna todo el espacio. A diferencia de un éter, no tiene ningún efecto sobre la propagación de la luz. Más bien, un campo de Higgs es un campo invariante de Lorentz, por lo que no hay movimiento relativo. Agregue que fue responsable de la propagación de la luz, no habría sido detectable por el experimento de Michelson-Morley. Así que todavía no podemos descartar un Aether, que es invariante de Lorentz como el campo de Higgs, simplemente no tenemos necesidad de Aether en nuestros modelos.
El espacio-tiempo curvo es nuevamente algo completamente diferente. Obviamente necesitamos espacio-tiempo para propagar cualquier cosa. Pero una onda sonora son las vibraciones de un aire. La luz no son vibraciones del espacio-tiempo. Sin embargo, resulta que las ondas de gravedad son una vibración del espacio-tiempo. Entonces, en ese sentido, si quieres pensar en el espacio-tiempo como el Éter invariante de Lorentz para las ondas de gravedad, el pensamiento no está mal. Sin embargo, tampoco está bien. ¿Por qué no está bien? Porque tan pronto como adoptes el modelo en tu mente de que es un Éter, lo vas a imaginar como algo así como una onda de superficie a través del agua o una onda de presión en el aire. El hecho de que las ondas gravitacionales afecten tanto el tiempo como el espacio parecerá contra intuitivo. Entonces, aunque no puedo decir que sea incorrecto pensar en el espacio-tiempo como una onda de gravedad Aether, diría que tampoco es útil.
Para comprender realmente el espacio-tiempo, primero debes comprender la relatividad especial. Cómo, el espacio, el tiempo y la distancia son todos relativos. Tienen que serlo, porque una persona que viaja al 99.9% de la velocidad de la luz desde nuestra perspectiva nos verá moverse al 99.9% de la velocidad de la luz. Pero los dos aún mediremos la MISMA velocidad relativa para un haz de luz real.
Una vez que comprenda eso, la clave para entender es cómo un campo gravitacional y un campo de aceleración son indistinguibles. Si eres un gusano en una manzana y un astronauta en un cohete que acelera a 1 g, tu experiencia es exactamente la misma que el gusano en una manzana lanzada al aire en la Tierra. Incluyendo el ascenso, la caída, el rebote en el piso y el eventual descanso y la sensación de una fuerza normal.
Pero en una nave espacial, estás cambiando constantemente entre marcos relativistas. Para cuando la manzana toca el suelo, la nave espacial va más rápido que cuando fue lanzada al aire. Aprendimos en relatividad especial, diferentes velocidades significan diferentes tasas en el flujo del tiempo. Tiene que ser para que la luz permanezca a una velocidad constante. Así también esperaríamos que las percepciones en el tiempo cambien por un campo gravitacional. Exactamente como si uno estuviera en una nave espacial acelerando cada vez más rápido. Solo que este es un efecto local. Si estás en la nave espacial y miras por la ventana, ves que todo en el universo se mueve más y más rápido con respecto a ti. Si estás en la Tierra y miras a la luna, no vuela con una aceleración de 1 g. Si esto comienza a sonar como un problema de cálculo, estás en el camino correcto. Es como cuando calculamos el área bajo una curva. Para distancias muy cortas, solo podemos usar un rectángulo. Pero necesitamos usar muchos rectángulos de diferentes tamaños para calcular el área bajo una curva, porque la aproximación solo es precisa para rectángulos muy estrechos. Del mismo modo, la equivalencia de campo gravitacional y de aceleración solo es precisa para regiones realmente pequeñas de espacio-tiempo.
El resto es masa. Ahora tiene una forma en que la masa puede curvar tanto el espacio como el tiempo. Cambiar el tiempo crea un cambio de espacio. Cambiar el espacio crea un cambio de tiempo. Ahora tiene una ola de tiempo y espacio cambiantes, al igual que una ola de campos eléctricos y magnéticos cambiantes.
