Hasta que tenga tiempo, no tiene una definición de antes y después. Por lo tanto, sería literalmente decir que la energía llegó antes que el tiempo y el espacio. Resulta que el espacio-tiempo está muy unido a la energía. El espacio-tiempo no solo contiene energía, incluso puedes decir que está hecho de energía. Aquí hay una descripción relativamente simple que primero trajo esto a mi pensamiento cotidiano.
Imagínese si tiene dos estrellas de neutrones, separadas por una gran distancia relativamente en reposo. Digamos que incluso mucho más lejos, estás siendo arrastrado hacia el centro de masa de esas dos estrellas de neutrones. Digamos que otra cosa te empuja en la dirección opuesta con la misma fuerza. Si la fuerza de las dos estrellas de neutrones tira de ti aumenta, deberías caer hacia ellas. Si se debilita, caerás al otro objeto tirando de ti en la dirección opuesta. Entonces, por ahora, estás en reposo en comparación con los objetos que tiran de ti.
A medida que pasa el tiempo, las dos estrellas de neutrones caen una hacia la otra, a una velocidad cada vez mayor. E = mc ^ 2. Eso significa que la masa total está aumentando. Entonces también deberías caer hacia las estrellas de neutrones, ¿verdad? Bueno en realidad no. No se ha agregado ningún objeto externo a las estrellas de neutrones. Entonces, la atracción gravitacional total no debería haber aumentado, solo por sus propios movimientos relativos. Masa adecuada, es una propiedad conservada. Por lo tanto, puede descartar esto y decir que el aumento de masa no cuenta.
- Si quisiera representar mis coordenadas no solo en el espacio (a escala universal) sino también en el tiempo y la realidad, ¿cómo lo haría?
- ¿La expansión del universo afectará el tiempo? ¿Es cierto que cuanto más se expanda, más lento será?
- Si una supernova puede eclipsar a toda una galaxia, podemos seguir el efecto 'brillo' en los objetos a través de esa galaxia?
- ¿Cómo es posible que toda la cantidad de materia y energía en el universo se redujera a un tamaño increíblemente pequeño justo antes del Big Bang?
- Donde tuvo lugar el Big Bang, digamos el centro del universo, ¿el tiempo se detiene?
En este punto, recurro a los aceleradores de partículas. Cuando estaba en el CERN, LEP colisionaba electrones y positrones para crear bosones Z. Ahora esto parece una sopa de letras para la mayoría. Pero un electrón es una de las partículas más livianas que la mayoría de la gente aprendió en la escuela. Un positrón tiene la misma masa que un electrón. El bosón AZ tiene aproximadamente la misma masa que un átomo de oro. Así que estamos tomando dos partículas mucho más ligeras que un solo átomo de hidrógeno y creando algo tan pesado como el oro. ¿De dónde vino la energía? Era la energía cinética, lo mismo que las dos estrellas de neutrones añadían energía. Cuando las partículas o las estrellas se unen, todas las masas se suman, incluida la energía genética, y en realidad puede crear nuevas partículas que antes no existían.
Aunque la creación de partículas podría no ocurrir hasta una colisión real, la masa de gravitación aumentada está allí de inmediato. Puede decir incluso observando la fuerza relativa entre las dos estrellas de neutrones. Pero el pequeño yo a una distancia extrema no se ve afectado. Todavía estoy perfectamente equilibrado en el juego de tuggawar viendo a los dos caer uno hacia el otro. La única forma posible de explicar esto es si el espacio mismo tiene masa, y está entregando esa masa a las estrellas de neutrones a medida que se unen. Entonces mi atracción no ha aumentado, porque la masa ganada por las estrellas era del espacio circundante que ya me estaba jalando.
Suena extraño pero cierto, el espacio tiene masa, lo que significa que tiene energía. Pero con suerte si tomaste física de primer año, esto no suena demasiado extraño. Probablemente aprendiste que la energía potencial gravitacional es negativa. Esta es la masa de espacio de la que estamos hablando.
Resulta que hay otro término para masa más allá de la constante gravitacional. Esa es la cantidad de energía que tiene el espacio en ausencia de materia. Lo que se representa es la relatividad como la constante cosmológica.
Así que ahí vas, masa y espacio-tiempo van de la mano. Si tienes uno, tienes el otro.
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En aras de la integridad, me siento obligado a mencionar que cuando las estrellas de neutrones caen una hacia la otra irradiarán algo de energía en ondas gravitacionales. Como consecuencia, eventualmente, como observador distante, sentiría que la atracción gravitacional en realidad se vuelve menos, a pesar de la mayor cantidad de energía cinética. Una vez que colisionan, probablemente formarían un agujero negro, en cuyo punto se perdería aún más energía para el sistema inmediato. Por supuesto, todavía me siento atraído hacia la energía que se irradiaba, pero cuando la luz me alcanza para ver las estrellas de neutrones, las ondas gravitacionales también están pasando.
