¿Cómo puede el espacio estar en reposo?

Este lenguaje está indudablemente influenciado por las ideas de Galileo, lo que, en la época moderna, se denomina invariancia galileana . Usando lenguaje moderno: esta es la simetría global bajo la cual las leyes del movimiento (es decir, las leyes de Newton) son invariantes. Esta simetría persistió como fundamento de la mecánica hasta el momento del descubrimiento de la relatividad, cuando se reconoció la invariancia de Lorentz como la propiedad de simetría relevante. Aunque la Relatividad General cubre los casos en los que hay sistemas de referencia definidos localmente, esto no se conoce (que yo sepa) como una simetría de calibre ; ese término está reservado para la invariancia completa de la dinámica, en particular la invariancia de la solución. (s), a cambios en algunos de los grados de libertad en la descripción del sistema.

La sección IV del tratado elabora aún más la idea de espacio relativo. No me queda claro, que no soy un historiador científico, hasta qué punto está casado con la idea de la idea de "espacio fijo", aunque no la rechaza explícitamente. Las elaboraciones de Newton sobre el movimiento de la nave en relación con la Tierra, y las cosas en la nave que se mueven en relación con ella, es una clara referencia a la invariancia de Galileo. Me parece interesante que se cuestione sobre si la Tierra misma se mueve en un sentido absoluto: o creía que esto era una posibilidad, o reconocía que, a los efectos de cualquier discusión, se puede elegir un marco de referencia en particular, y medir todos los movimientos relativos a él; haciendo de ese marco seleccionado el árbitro de lo que constituye el movimiento absoluto.

Tenga en cuenta que todas las simetrías conducen a una ley de conservación ( teorema de Noether ), solo que en el caso de las simetrías locales, esa ley de conservación es una corriente conservada.

En cierto sentido, su pregunta final no tiene respuesta: simplemente no hay grados de libertad de calibre para el espacio-tiempo en sí mismo en GR. La otra forma de verlo es que GR proporciona la descripción para marcos de referencia que varían localmente, pero no es una teoría de calibre.

El trabajo de Newton es muy importante, pero ha sido mejorado y superado en gran medida por el de Einstein y Hawking una vez que abandonas el campo de la mecánica clásica. En el modelo de Einstein, las tres dimensiones euclidianas del espacio y la cuarta dimensión, el tiempo, se combinan en un solo continuo de cuatro dimensiones conocido como espacio de Minkowski. Esto permite describir los procesos supergalácticos y subatómicos de una forma más completa y uniforme.

La naturaleza mutable del espacio-tiempo es observable en la forma en que se distorsiona por la gravedad de objetos masivos como estrellas y planetas. Este efecto se conoce como lente gravitacional y está bien probado con evidencia observacional.

De la imagen del universo de la NASA ( http://imagine.gsfc.nasa.gov ):

Ha habido evidencia experimental de la curvatura del espacio-tiempo por un objeto masivo desde la primera parte de este siglo (1922), cuando los observadores se dispusieron a probar las predicciones de la relatividad general. Se dieron cuenta de que durante un eclipse solar, la luz de las estrellas en la misma área general del cielo que el Sol es visible durante el día. Si la luz de estas estrellas se ve afectada por la curvatura del espacio-tiempo debido a la masa del Sol, esto se podría medir como una desviación (o un cambio de ubicación) de la posición de la estrella en el cielo. Las estrellas más cercanas a la posición del Sol en el cielo sufrirían una mayor desviación; en general, la desviación sería proporcional a la distancia de las estrellas desde la ubicación del Sol en el cielo. Este efecto se observó en 15 estrellas durante el eclipse solar de 1922 en Australia Occidental, y se interpretó como verificación observacional de las predicciones de la relatividad general. La relatividad general predice que las masas esféricas deforman el espacio-tiempo de la misma manera que una bola de plomo deformaría la superficie de una lámina de goma. Es esta deformación la que hace que los planetas giren alrededor del Sol y que la Luna gire alrededor de la Tierra. De hecho, todo movimiento orbital es el resultado de que los cuerpos se vean afectados por la curvatura del espacio-tiempo en el que se mueven. Desde entonces, los astrónomos han observado otros casos de la curvatura del espacio-tiempo cerca de objetos masivos. Un ejemplo es la desviación de las ondas de radio de los cuásares que el Sol oculta cada año (como 3C 279). Otro es la creciente colección de lentes gravitacionales.múltiples imágenes Se han tomado algunas imágenes muy impresionantes de lentes gravitacionales.

De esto podemos decir que con una comprensión más actual del espacio, no está 'en reposo' en el sentido absoluto que Newton quiso decir, ya que puede ser movido e influenciado por la presencia y el paso de los objetos que lo atraviesan. Esto se ha postulado como un posible método de viaje FTL: plegar el espacio en una 'ola' y montar dicha ola como un surfista (así es como funcionan los motores warp de Star Trek) o doblar el espacio sobre sí mismo para hacer la distancia. entre el origen y el destino cero y permanecer en el destino cuando el espacio vuelve a su lugar (como los motores de Event Horizon). Ambos son métodos teóricamente plausibles de viaje FTL (pero imposibles con la tecnología actual).