¿La gravedad realmente contrae el espacio-tiempo?

Sin duda, ha visto la analogía de la hoja de goma para la curvatura del espacio-tiempo, y supongo que está pensando que las cosas caen en los hoyuelos de la hoja. Esto es ciertamente cierto y es una analogía de cómo funciona la gravedad entre cuerpos astronómicos como las estrellas.

Sin embargo, la hoja de goma como un todo puede expandirse y contraerse, y esta es una analogía de cómo el espacio-tiempo como un todo se expande y contrae. Para un universo cerrado, tienes que imaginar la lámina de goma expandiéndose en los primeros momentos a medida que el universo se expande, alcanzando un estiramiento máximo y luego encogiéndose nuevamente en momentos posteriores a medida que el universo se contrae.

Se aplican las advertencias habituales: tenga cuidado de no tomar la analogía de la hoja de goma demasiado literalmente. Buscando en Google encontrará muchos artículos que describen las deficiencias de la analogía de la hoja de goma, por ejemplo, este . También tenga en cuenta que en la fase de contracción no estamos hablando de una lámina finita que se contrae hasta un punto. La hoja es infinita en todo momento: la contracción a una singularidad significa que el espacio entre dos puntos elegidos al azar en la hoja se vuelve cero en el Big Crunch.

En relatividad general, como dijo el profesor Edmund Bertschinger del MIT, la materia le dice al espacio-tiempo cómo curvarse, y el espacio-tiempo le dice a la materia cómo moverse . Si tenemos un tensor de energía-momento$T_{\mu\nu}$, las ecuaciones de campo,

dictar la geometría del espacio-tiempo especificando la métrica$g_{\mu\nu}$. Si tenemos una fuente de materia que da lugar a una métrica$g_{\mu\nu}(t)$que en algún momento$t$significa que el espacio-tiempo se contrae, entonces eso es lo que sucederá, a menos que cambiemos$T_{\mu\nu}$al perturbar el sistema.

Piense en el espacio-tiempo como el campo de Higgs con bosones: enlaces de bosones. Imagine un espacio tridimensional en formato de malla. Si coloca un planeta o un agujero negro en una posición en esta malla. Sus curvas. Algunas curvas estiran la tela, lo que aumenta el tiempo que tarda en viajar. por el camino curvo. algunas curvas también pueden contraerse acortando el camino, por lo que viajar a través del espacio en lo que parece ser un camino lineal hacia otra galaxia, por ejemplo, pero que el espacio-tiempo se ha curvado contraído puede acortar la distancia hasta el destino, por lo que el tiempo se contrae. a mayor gravedad, más lento viaja el tiempo, a menor gravedad, más rápido viaja el tiempo. imagine un agujero negro con una gravedad creciente al doblar y deformar el espacio-tiempo a su alrededor. a medida que viaja hacia él, el tiempo se ralentiza. Ahora extienda ese concepto aumentando la masa hasta un punto crítico.