¿Podemos demostrar que el campo gravitacional es el mismo que el de las otras tres fuerzas?

¿Podemos demostrar que la gravedad es la misma que las otras tres fuerzas? Por supuesto no. Eso es porque no es lo mismo que las otras tres fuerzas.

Estas son algunas de las diferencias.

  1. En el electromagnetismo, como las cargas se repelen, las cargas opuestas se atraen. En contraste, la gravedad siempre es atractiva.
  2. La gravedad, como el electromagnetismo, tiene un rango ilimitado (es decir, es una fuerza cuadrada inversa). Esto es diferente a las fuerzas nucleares fuertes y débiles, cuyos rangos son finitos (aunque por diferentes razones).
  3. La gravedad es universal: todo responde a la gravedad de la misma manera. En contraste, las otras tres fuerzas son sentidas por partículas que llevan la carga apropiada, y no son sentidas por partículas que no son portadores de carga.

Quizás estaba confundido por la búsqueda continua de unificar todas las fuerzas en un solo marco de física teórica autoconsistente. O mediante declaraciones de que a energías suficientemente altas, las diferencias entre las diversas fuerzas pueden desaparecer. Todo cierto. Pero nada de esto hace que la gravedad sea “la misma” en ningún sentido significativo de la palabra que las otras tres fuerzas (por cierto, que tampoco son similares entre sí).

No podemos demostrar que la gravedad sea “la misma” que otras fuerzas porque es bastante diferente. Esto se muestra de muchas maneras, como otros han señalado aquí por otros escritores. Pero se nota más en el hecho de que el modelo que funciona para describir las otras fuerzas inevitablemente falla por la gravedad. Hay algo fundamentalmente diferente sobre cómo está conectado.

Estas otras fuerzas, el electromagnetismo, la fuerza débil y la fuerza del color, están excepcionalmente bien descritas por la teoría cuántica de campos como se interpretan en el modelo estándar. Intentar hacer esto para la gravedad falla.

Puedes leer sobre por qué en la respuesta de Barak Shoshany a ¿Por qué la relatividad general y la mecánica cuántica no son compatibles?

Encontrar una solución a este problema es el foco de mucha investigación actual. Si está interesado en esto, le recomiendo las respuestas de Barak sobre la gravedad cuántica (es un experto y un buen explicador) y los muchos otros artículos sobre este tema aquí en Quora.

También puede encontrar información al respecto y algunos enlaces para comenzar a explorar en el sitio web del Perimeter Institute:

http://perimeterinstitute.ca/res

No, no podemos Nunca.
Además de otras diferencias señaladas por Viktor, la fuerza gravitacional es comparativamente muy débil. La fuerza nuclear fuerte es aproximadamente 10 ^ 38 veces más fuerte que la fuerza gravitacional, la fuerza electromagnética es aproximadamente 10 ^ 36 veces y la fuerza nuclear débil es 10 ^ 25 – 10 ^ 31 veces más fuerte que los campos gravitacionales.

No estoy seguro de estar completamente convencido por los puntos 2 y 3 de la excelente respuesta de Viktor T. Toth.

2. Los cuatro (electromagnetismo, nuclear débil, nuclear fuerte y gravedad) parecen estar gobernados por una ley q1 * q2 * exp (-m3 * r) / r ^ 2, donde q1 y q2 son las cargas sobre los dos cuerpos atraídos / repelidos, y m3 es la masa del portador de fuerza … que es cero para el electromagnetismo y la gravedad, pero no cero para los otros dos.

3. La carga de la fuerza gravitacional es la masa (o energía). Entonces, es por eso que se aplica a todo lo que tiene masa o energía o ambos.

1. Sin embargo, es cierto que, por gravedad, los polos similares se atraen (dos objetos con masa positiva, y observando que no hay objetos con masa negativa). Entonces, * eso * es definitivamente diferente a los otros tres.

Otra diferencia es que el portador de la fuerza de gravedad (si se puede demostrar que existe) tendría un giro de 2, mientras que los de las otras fuerzas tienen un giro de 1.

Otra diferencia importante, por supuesto, es que la gravedad es la extraña debido a su negativa (hasta ahora) a ser representada como un fenómeno mecánico cuántico, e incorporada con los otros tres en una teoría unificada. Esto podría ser una indicación de que simplemente no es lo mismo que los otros tres … o podría ser una indicación de que todavía no hemos probado la teoría correcta.