¿Cómo el espacio-tiempo deformado dobla las trayectorias de la luz y los objetos en movimiento?

No veo por qué la luz sigue algo así como la línea azul y no la línea verde en la imagen adjunta.

ingrese la descripción de la imagen aquí

  • Figura 1: la luz se curva alrededor del espacio-tiempo deformado

Hasta donde se. algo similar sucede con la Tierra cuando no puede escapar del espacio deformado por el Sol. De lo contrario, abandonaría el Sistema Solar en línea recta.

ingrese la descripción de la imagen aquí

  • Figura 2: el Sol dobla el espacio-tiempo alrededor de sí mismo, por lo que la Tierra no puede escapar - ref .

Pensé en estas distorsiones espaciales. Tal vez me equivoque, pero creo que es posible describirlos con coordenadas 4D, donde la 4ª dimensión es la deformación del espacio-tiempo, o la profundidad del pozo de gravedad, o algo así.ingrese la descripción de la imagen aquí

  • Figura 3: viaje en el espacio-tiempo deformado con 4 coordenadas

Entonces, si estamos viajando a través del espacio-tiempo deformado, experimentamos que la distancia es más larga y el viaje toma más tiempo de lo que esperábamos, porque también viajamos en la 4ª dimensión, no solo en las 3 dimensiones regulares. Pero con este modelo no deberíamos terminar en una región del espacio diferente a la que planeamos si avanzamos en línea recta.

¿Qué me estoy perdiendo?

Tenga en cuenta que no tengo ni idea de física, ¡así que intente explicarlo en un lenguaje humano! xD

Para abordar esta pregunta desde una perspectiva diferente a mi respuesta anterior, ¿qué estaría causando que la línea verde se doblara hacia su ruta inicial? Sé que si cubrieras la masa del medio con tu mano, asumirías que no había nada allí y que la línea continuaría moviéndose en línea recta, pero si puedes aceptar que la luz se desvía hacia la izquierda inicialmente, entonces probablemente tendría que colocar otra masa a la derecha para doblarla hacia atrás, y luego una masa a la izquierda para enderezarla y alinearla con su trayectoria original. ¿Eso ayuda?
@BenSandeen Interesante. ¿Entonces dices que se dobla solo en una dirección? ¿Siempre magnifica el fondo? Si es así, entonces la masa negativa en (casi) la misma dirección podría doblarla hacia atrás u otra masa en la dirección opuesta.

Respuestas (2)

La idea principal es que sigue el camino de menor resistencia. La luz "quiere" recorrer el camino más corto, que es (casi) siempre una línea recta. Sin embargo, dado que el espacio-tiempo es curvo, ¡esta línea recta también es curva! En la imagen se muestran dos trayectorias de luz hipotéticas, una que sigue la curvatura del espacio-tiempo y otra que no.

Considere primero el dibujo de la izquierda. Inicialmente, podría parecer que la que va en línea recta (la línea amarilla) estaría recorriendo la distancia más corta, porque parece una línea recta en la pizarra. Sin embargo, no es una línea recta, porque el espacio-tiempo en el que se encuentra es curvo. Del mismo modo, aunque la línea roja parece ser más larga, no lo es, porque en realidad sigue la línea recta en el espacio-tiempo en el que se encuentra.

Si "descurvamos" el espacio-tiempo, podemos ver claramente que la línea amarilla es en realidad la más larga de las dos. Como la luz "quiere" minimizar la distancia que recorre, terminará tomando el camino de la línea roja. La razón por la que "quiere" tomar el camino más corto está más allá de mi capacidad de explicación, pero se puede resolver usando el Principio Variacional .

Espacio-tiempo curvo alrededor de un cuerpo de materia muy denso

Interesante. Lo que pensé es que podemos ver objetos empaquetados en un espacio-tiempo curvo mucho más pequeños de lo que realmente son cuando ingresamos a la misma región del espacio. Por ejemplo, si algo está dentro de un agujero negro, no podemos verlo desde el exterior, porque el espacio-tiempo está tan curvado allí que la luz no tiene tiempo suficiente para viajar a través de él. De acuerdo con su respuesta, el espacio-tiempo curvo funciona de manera diferente a lo que creo, o su dibujo de la izquierda es desde la perspectiva del mundo exterior, y el dibujo de la derecha es desde la perspectiva del mundo interior, como lo "veríamos" desde la curvatura.
Creo que la forma correcta de interpretar los dibujos es que el de la izquierda muestra cómo nos parece el espacio-tiempo, mientras que el de la derecha muestra cómo el propio espacio-tiempo cree que es curvo.

Creo que una vez que aceptas que la gravedad puede doblar el espacio-tiempo, es sencillo aceptar que la luz solo seguirá estas líneas curvas. la verdadera pregunta para mí es ¿por qué la gravedad puede doblar el espacio-tiempo? Quiero decir, entiendo completamente que cuando se consideran dos objetos con masa, pero es más difícil de comprender cuando hablamos de ondas electromagnéticas... creo que si se entendiera este mecanismo, allanaría el camino para unificar la gravedad con el electromagnetismo.

Creo que esto debería ser un comentario. Ohh ya veo, con 1 puntaje es difícil comentar.
También puedo estar equivocado, pero no creo que la gravedad doble el espacio-tiempo. La masa dobla el espacio-tiempo y esa flexión es lo que llamamos gravedad.
¿Cómo el espacio-tiempo deformado dobla las trayectorias de la luz y los objetos en movimiento?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v