¿El espacio-tiempo es una función de sí mismo, de los objetos en él, o de ambos?

¿Es el espacio-tiempo una función de sí mismo, de los objetos dentro de él, o de ambos? Estoy luchando por entender qué es el espacio-tiempo sin objetos en él (o puntos de referencia teóricos) y, por lo tanto, sin marco de referencia excepto él mismo. Parece que el espacio-tiempo sin objetos (en sí mismo) es más una abstracción y sería difícil, si no imposible, de cuantificar sin algo en él por lo que podría medirse. Siento que debo estar perdiendo algo.

Votar para cerrar ya que no es una pregunta real. Esto es demasiado vago y general para tener una respuesta científica significativa.
¿Quizás podría reformular? Lo que quiero preguntar es: ¿es el espacio-tiempo el telón de fondo dentro del cual se mueven los objetos de modo que no es posible declarar que el espacio-tiempo mismo es una función relativa del objeto en cuestión?
Dos puntos, Zach. Primero cambiar de fase como --- aunque se alienta --- eso debería editarse en el cuerpo de la pregunta, no incluirse en un comentario. En segundo lugar, tendrá una pregunta de física, pero será contradicha por casi 100 años de evidencia experimental. Todos los resultados de campo débil de la relatividad general (desplazamiento al rojo gravitatorio, dilatación del tiempo gravitacional, arrastre de marco, lente gravitacional) se han probado y se ha encontrado que concuerdan con la teoría. Si desea editar la pregunta, la volveré a abrir, pero en realidad no tiene mucho sentido.
dmcmke, no me importaría reformular si está bien. Creo que puede sentir que tengo una presuposición de que estoy tratando de afirmarme que es contrario a GR. créanme que este no es el caso. Simplemente estoy tratando de aclarar algo de mi propia confusión sobre el asunto. Me disculpo si mi pregunta fue vaga. ¿Podría volver a publicar?
OK buena suerte. Por cierto, si quieres que alguien sea notificado de un comentario en una publicación que no escribió, usa una etiqueta como @Zach.

Respuestas (1)

Es la Relatividad General la que cambió nuestro concepto de espacio y tiempo. Incluso la relatividad especial asume que el tiempo y el espacio existen como coordenadas aunque cambia la métrica con respecto a la relatividad galileana (newtoniana).

A medida que la física comenzó a formularse matemáticamente con rigor en el siglo XVIII, el espacio y el tiempo se consideraron como coordenadas euclidianas, conceptualmente preexistentes a si había masas o energías en el universo.

Con la Relatividad General, la formulación matemática :

eq1

La descripción del espacio matemáticamente está a la izquierda de la ecuación,

eq2

es el escalar de curvatura. Dice cuánto diferencialmente se curva el espacio-tiempo.

A la derecha está el tensor de energía-momento. Si no hay energía o cantidad de movimiento en el universo, entonces las cosas se vuelven más complicadas. La solución a la segunda ecuación con el lado derecho = 0 depende del modelo de la relatividad general. Si existe una constante cosmológica o es cero.

eq3

Tomando la traza de ambos lados revela que la constante de proporcionalidad k para las variedades de Einstein está relacionada con la curvatura escalar R por

eq4

eq5

Por lo tanto, las soluciones de vacío de la ecuación de Einstein son variedades de Einstein (Lorentzianas) con k proporcional a la constante cosmológica.

En el caso de que la constante cosmológica sea cero, se obtiene una curvatura cero y se recupera el espacio pseudo-euclidiano de la relatividad especial, que por supuesto no tiene un uso descriptivo de la naturaleza, ya que no hay energía ni momento, es decir, observadores, para observar esto. . tiempo espacial.

¿Es el espacio-tiempo una función de sí mismo, de los objetos dentro de él, o de ambos?

El espacio-tiempo como término depende de su definición. He descrito cuál es la definición de física. Uno puede definir coordenadas matemáticamente de infinitas maneras. En lo que respecta a las observaciones hasta ahora, el espacio-tiempo que la naturaleza ha elegido es el de la Relatividad General, como se describió anteriormente, que deja de existir si el tensor de impulso de energía es cero ya que, para la física, no pueden existir observadores sin masa / sin energía, y la física se trata de observaciones.

Ana, muy, muy útil. Gracias por tomarse su tiempo para explicarme esto. Creo que mi problema es que estaba intentando ver el espacio-tiempo aparte de las matemáticas; Ahora me doy cuenta de que, como dices, sin un valor existente dentro del sistema de coordenadas, el único "valor" que queda es cero. Y, como usted señala, no puede observar el cero. La física sin las matemáticas es puramente filosófica, y es imposible observar una cosa que no es, ni literal ni matemáticamente, OBSERVABLE. Gracias de nuevo.
Me acabo de dar cuenta de que probablemente podría haber entendido esta pregunta yo mismo si hubiera pensado un poco más lógicamente. El espaciotiempo no puede ser una función del espaciotiempo (redundante); no puede existir como producto de otra cosa que no sea función del espacio-tiempo (contradictorio). Por lo tanto, debe ser una abstracción matemática.
Bueno, está bien preguntarle a alguien más, es el método de transferir el conocimiento acumulado durante siglos. Debería haber agregado en el párrafo final que: así es como el marco SR se mezcla con el GR, ya que las fuentes gravitatorias muy débiles se vuelven más importantes con el tamaño y la ubicación. Es la debilidad de la constante gravitatoria lo que permite que el marco SR sea muy bueno para estudiar la física de partículas, por ejemplo; con solo SR, como si estuvieran en un vacío en lo que respecta a GR.
¿El espacio-tiempo es una función de sí mismo, de los objetos en él, o de ambos?
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