¿Es imposible, y si es así, por qué, construir máquinas de movimiento perpetuo (PMM) en GR?

Me pregunto sobre esto. Escuché que en la Relatividad General (GR), la energía en un espacio-tiempo puede no estar bien definida. Si ese es el caso, entonces parecería que la "conservación de energía" tampoco estaría bien definida. Si es así, ¿por qué no puede (supongo) explotar esto de alguna manera para crear una máquina de movimiento perpetuo?

Respuestas (1)

La conservación de la energía sigue estando bien en el siguiente sentido: para cualquier región, la energía en un momento posterior es igual a la energía en el momento actual, más el flujo neto de energía dentro y fuera de la región durante el intervalo de tiempo. Y la energía en cuestión incluye la energía en reposo de los cuerpos, su energía cinética, su energía térmica, etc. Cualquier cosa excepto posiblemente la gravedad misma.

Entonces, ¿qué cambia en la Relatividad General? Si tiene un montón de partículas en reposo con respecto a sí mismas en una capa esférica, podría permitir que caigan en su centro común, robar su energía cinética y enviársela a su amigo (cada región intermedia verá el flujo de energía). a traves de). Pero ahora las partes del caparazón están más juntas y no puedes volver a levantarlas para repetir el proceso sin darles más energía cinética para alejarse unas de otras. Así que no es movimiento perpetuo.

Incluso puede intentar establecer un concepto de energía potencial gravitacional para realizar un seguimiento de la cantidad de energía que se puede robar, pero es finita y cuando la roba ahora ha disminuido la capacidad de lo que pueden robar las generaciones futuras. No es muy diferente a extraer carbón o petróleo y quemarlo, no es energía gratuita.

Incluso hay formas que suenan exóticas de obtener energía, por ejemplo, puede reducir la velocidad de un agujero negro que gira y obtener algo de energía, pero luego el agujero negro gira menos rápido. Y hay una cantidad finita de energía que puedes robar de esa manera.

En cuanto al movimiento perpetuo, generalmente se trata de la termodinámica y cómo se maneja eso, no se trata de una partícula que simplemente orbita para siempre (o una capa que oscila hacia adentro y hacia afuera para siempre) porque se deja sola sin ninguna perturbación, sin partículas ni calor. golpeándolo en lo más mínimo. Un dispositivo de movimiento perpetuo necesita energía para reparar los golpes y sacudidas de la interferencia aleatoria. La relatividad general no está diseñada para darte energía gratis,

Después de revisar esta pregunta ahora mucho después de que la publiqué, no estoy seguro de que sea realmente una respuesta completa. Sí, la energía de entrada/salida de una región local en particular puede conservarse, pero según tengo entendido, la "patología" a la que me refería es que, para un espacio-tiempo global , una noción de energía no puede definirse bien porque la simetría de traducción temporal está rota. . Entonces, mi pregunta es, ¿podría un proceso global que opera cíclicamente (para una definición adecuada de eso) en el espacio-tiempo producir una cantidad creciente de energía en una región local, incluso con una cantidad finita de masa inicial?
Por ejemplo, considere la expansión cósmica. Se observa que esto "viola la conservación de la energía" si interpretamos el término de energía oscura Λ como una densidad de energía con presión negativa. Si hacemos eso, ¿podemos desviar, moviendo algo alrededor y alrededor del universo a una escala en la que la expansión sea significativa, parte de esa violación? Por supuesto, sería totalmente poco práctico si su máquina perpetua debe extenderse sobre miles de millones de años luz para producir medio vatio de potencia, pero la pregunta es sobre la teoría, no sobre la factibilidad.
¿Es imposible, y si es así, por qué, construir máquinas de movimiento perpetuo (PMM) en GR?
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