¿El tamaño de un portal limitará la propagación de la gravedad a través de él?

En primer lugar, permítanme comenzar con el descargo de responsabilidad de que el concepto de un muro a través del cual la gravedad no puede pasar realmente no encaja con ninguna descripción científica de la gravedad, por lo que cualquier respuesta que obtenga vendrá con una gran dosis de interpretación.

Dicho esto, la forma en que elijo interpretar esto es análoga al problema de cómo se ve el campo eléctrico si colocas una placa de metal con un agujero frente a una carga electrostática. Verá, las placas de metal "bloquean" la carga eléctrica; más precisamente, el campo eléctrico dentro de uno siempre es cero (alternativamente, el voltaje es siempre el mismo). La razón por la que estoy hablando del campo eléctrico es que para las cargas que no se mueven, funciona de manera muy similar a como funciona un campo gravitatorio.

En ambos casos tienes algo de potencial--$V$en el caso del campo eléctrico y$\phi$en el caso del campo gravitacional, cuya tasa de cambio te dice la fuerza y ​​la dirección del campo. La única diferencia es que la carga es la fuente de$V$, mientras que la masa es la fuente de$\phi$.

Ahora bien, si tenemos un planeta en un lado de la barrera y nada en el otro lado, en el lado sin nada, el potencial gravitatorio seguirá la ecuación de Laplace:

No te preocupes si no sabes lo que significan esos símbolos, lo importante es que la ecuación de Laplace tiene soluciones únicas . Una consecuencia bastante sencilla de esto es que si tiene una solución para la ecuación de Laplace para un conjunto de condiciones de contorno, no puede ser la misma que la solución para diferentes condiciones de contorno. Pero claramente, la configuración con el muro de cancelación de gravedad tiene diferentes condiciones de contorno que aquellos sin él, ya que en el primero cada parte de la barrera a prueba de gravedad tiene$\phi = 0$.

A partir de esto, podemos decir definitivamente que usando el modelo que propones, el portal afectaría la gravedad. En cuanto a la pregunta de cuánto exactamente, bueno, eso depende de la forma del portal y la distribución masiva detrás de él. Incluso cuando se especifica esto, es probable que no haya una expresión de forma cerrada para ninguno de los casos límite más simples que no sean. Para lograr cualquier grado de precisión, tendría que poner toda esta información para encontrar las condiciones de contorno en la barrera y luego usar métodos numéricos para aproximar una solución a la ecuación de Laplace en el otro lado.

TL; DR Hay una solución matemática para lo que propone, pero requiere más información para calcular y una cantidad significativa de esfuerzo.

Diría que la influencia gravitacional ejercida por el portal estaría determinada por la masa detrás del portal. Entonces, suponiendo que las puertas sean perpendiculares a la superficie del planeta (y que no haya montañas entre la puerta y el espacio, la única fuerza gravitatoria que se ejercería en cada lado es la masa de un cilindro de aire con el diámetro del portal llegando hasta el borde de la atmósfera, sin hacer mucho más que crear una ligera perturbación climática.

Descargo de responsabilidad 1: como señala otra respuesta, se necesita mucha 'interpretación' de la pregunta para proporcionar cualquier tipo de respuesta, así que aquí está mi interpretación: el "muro" en realidad no es más que distancia, y "visualizar" esta distancia como un muro es simplemente por conveniencia de comprensión de la pregunta en sí, no una barrera física real a la gravedad.

Descargo de responsabilidad 2: no tengo más que un nivel de Wikipedia de comprensión de la teoría de cuerdas, los gravitones y la gravedad.

Tal como lo entiendo, y para los propósitos de esta pregunta, los gravitones son efectivamente líneas rectas largas (cuerdas, como en la teoría de "cuerdas") que se irradian en todas direcciones desde el objeto de masa (en el caso del planeta, se irradian desde cada átomo individual en el planeta), y afectan cualquier cosa con la que entren en contacto, pero el efecto se reduce con la distancia. A las distancias de los planetas involucrados en esta pregunta, los efectos pueden considerarse insignificantes, casi inexistentes, y efectivamente un 'muro' entre ellos que reduce el efecto gravitacional a (efectivamente) 0 ... Hasta que golpeas un " agujero" en la "pared" con el portal.

Ahora, el tamaño de la apertura tendría una influencia MUY significativa en el efecto gravitatorio, similar al efecto de una cámara estenopeica sobre la luz. Sí, la luz de toda la superficie que mira hacia el sol puede atravesar el orificio y crear una imagen en la pared trasera de la cámara. Pero esa imagen es un espectro MUY pálido en comparación con la enorme cantidad de luz del objeto original, porque solo una fracción muy pequeña de la luz que proviene de cualquier área particular de la superficie del sol se dirigirá en la dirección correcta para llegar. a través del agujero. De manera similar, para un portal (relativamente) pequeño entre planetas, será una fracción muy pequeña del número total de gravitones de los átomos de los planetas que en realidad apuntan en la dirección correcta para atravesar el portal y afectar el planeta en el otro lado.

Carezco de la habilidad matemática y el conocimiento de la física cuántica para tratar de proporcionar cualquier tipo de números o incluso estimaciones, pero creo que (en lo que respecta a esta interpretación de la pregunta) está bastante claro que el tamaño de la apertura es de ENORME importancia al tamaño del efecto gravitacional que se siente a través de él.

Lisa Randall hizo la pregunta: ¿cómo un diminuto imán de nevera supera toda la fuerza gravitacional de la Tierra para levantar un sujetapapeles? En otras palabras, ¿por qué la gravedad es tan condenadamente débil? Hasta que respondió la pregunta, todos pensaban que la gravedad se estaba escapando del universo. Demostró que es todo lo contrario y que la gravedad en realidad se está filtrando en el universo.

Entonces, sin hablar de su pregunta general, sí, los físicos parecen creer que el tamaño de la apertura afectaría el flujo al igual que una ventana o un dique afecta el agua o el aire porque la gravedad, como el aire y el agua, está compuesta de pequeñas partículas (elementales) (gravitones) que formar ondas.

De lo contrario, seríamos aplastados por toda la gravedad que se filtra a la vez.