Puede que esté preguntando que esta es una manera profundamente estúpida, pero no tengo tanto conocimiento en lo que respecta a la mecánica cuántica.
Es bien sabido que la dilatación del tiempo ocurre alrededor de cualquier área que tenga masa, pero no es significativa a menos que la masa sea lo suficientemente grande. Esto hace que el movimiento relativo de la hora local parezca viajar a un ritmo más lento que en otras áreas cuando se observa desde fuera del campo de influencia.
Tengo curiosidad por saber si la dilatación del tiempo afecta la materia que causa la dilatación en primer lugar. Por ejemplo, si hay una cantidad masiva de un isótopo radiactivo que se está desintegrando activamente a una velocidad establecida y conocida y es lo suficientemente grande como para distorsionar el tiempo, en términos relativos, ¿parecerá desde muy lejos que el isótopo radiactivo se está desintegrando a un ritmo más lento? ¿tasa? Sé que, localmente, la tasa parece ser la misma, pero pregunto desde el punto de observación que está fuera del pozo de gravedad.
Espero que esto no sea demasiado confuso. Si es así, deja un comentario y haré todo lo posible para elaborarlo.
Un par de maneras de ver esto. La primera es que la gravedad interactúa consigo misma: las ecuaciones de la relatividad general no son lineales, y obtener soluciones implica tener en cuenta todos los efectos de orden superior. Cualquier energía de materia puede interactuar gravitacionalmente con cualquier otra energía de materia. En una posible descripción cuántica de la gravedad (que todavía no sabemos cómo hacerlo, pero en la vista semilinealizada más simple) incluso los gravitationa quanta, los gravitones, interactuarán entre sí. Puede ser bastante complicado.
La otra forma es imaginar algunos casos en los que ya hayamos obtenido soluciones y examinar si proporcionan una respuesta. Un ejemplo son los agujeros negros (BH). A medida que los BH se forman y colapsan supernovas que explotan, la materia será atraída hacia un volumen cada vez más compacto. A medida que lo hace, la gravedad exterior se vuelve cada vez más fuerte. A medida que la materia se acerca al horizonte, la gravedad se vuelve aún más fuerte y la dilatación del tiempo (para un observador lejano, como usted pidió), aumenta sin límite y se acerca al infinito. Por lo tanto, un observador lejano ve que el colapso se desacelera y nunca ve que la materia se aleja en el horizonte. Otra forma de decirlo es que un observador lejano nunca verá el BH colapsar completamente dentro de su horizonte. El colapso de BH provoca la dilatación del tiempo, y la sufre para un observador lejano.
Un observador que cae en la materia no experimentará ninguna dilatación del tiempo, y después de un tiempo finito se encuentra dentro del horizonte, sin siquiera saber que lo atravesó. Y nunca puede escapar. Él/ella, en muy poco tiempo, cae hacia la singularidad, se deforma mucho y bueno, cae en la sigularidad (o cualquier entidad cuántica que la sustituya en una teoría cuántica de la gravedad).
Ahora, la gran dilatación ocurre, para un observador externo, con mucha más fuerza a medida que la materia que cae se acerca al horizonte, donde las velocidades son altas y el colapso real ocurre muy rápido para el observador que cae. Para el observador lejano, incluso con la dilatación del tiempo, sigue siendo rápido, y vería que se acerca el horizonte, y luego no ve nada de la materia u observador que cae. Entonces, incluso si es un 'casi BH', no hay diferencias observables. Los dos BH que se fusionaron y observamos su radiación gravitatoria en 2015, los vimos fusionarse en sus últimas órbitas en menos de un segundo. Es por eso que hay tantos BH en el universo, creemos que son 'casi BH', pero para nosotros no hay una diferencia observable.
Entonces, sí, en cualquier región del espacio-tiempo, la gravitación está descrita por la curvatura del espacio-tiempo, y afectará cualquier cosa allí.
¿Qué pasa con una sola partícula elemental, su gravedad la afecta? Creemos que tiene que ser de alguna manera autoconsistente para permitir que la partícula sea lo que es, pero aún no hemos desarrollado una teoría aceptada de la gravedad cuántica. Cuando tratamos de usar las reglas normales de la teoría cuántica para descifrar esos efectos propios, obtenemos infinito. Y a diferencia de la teoría cuántica de campos, donde hemos descubierto cómo lidiar con esos infinitos para obtener resultados finitos, no sabemos cómo hacerlo en la gravedad cuántica. Es lo que se llama una teoría no renormalizable. Entonces, no sabemos la respuesta a nivel cuántico.
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bob abeja
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