Mi comprensión de la relatividad explica que la presencia de masa deforma el espacio-tiempo de modo que la luz que viaja a través de la deformación sigue en línea recta, pero la deformación en sí es curva y, por lo tanto, la luz parece estar viajando para un observador externo (marco de referencia no local). en un arco
Si la masa es suficientemente grande, como un cuerpo del tamaño de un planeta, la curvatura se centrará alrededor del centro de masa (el núcleo) y se irradiará en todas las direcciones. Como un pellizco en el centro de un bloque de espuma blanda.
La relatividad señala que a diferentes alturas de la superficie de la Tierra, el tiempo se mueve a diferentes velocidades, cuanto más cerca del núcleo, más lento se vuelve. En el caso de una singularidad, el tiempo se ralentiza considerablemente a medida que el observador se acerca al centro de la curvatura. Las dimensiones (x, y, z) también se estrechan cerca de una singularidad. Como el espacio-tiempo es, en efecto, la única entidad, el espacio y el tiempo en sí se vuelven "más pequeños" a medida que un observador se acerca al centro de una gran masa.
¿Puede este encogimiento constituir una compresibilidad del espacio-tiempo?
ACTUALIZAR:
Obviamente, he simplificado demasiado y, aunque no ha ayudado a otros, no puedo disculparme, ya que es mi proceso de pensamiento comenzar de manera simple y agregar lentamente nuevos datos al experimento mental hasta que se genere algo más cercano a la realidad. Permítanme explicar mi proceso de pensamiento un poco mejor con la esperanza de generar más discusión. Continúe siendo amable ya que el experimento mental es un escenario, no la vida real.
Qué sabemos:
Cuando un objeto se mueve, interactúa con el espacio-tiempo. A medida que aumenta la velocidad del objeto, también lo hace su masa, exponencialmente. Esto se convierte en la barrera que establece que ningún objeto puede superar la velocidad de la luz. Tal vez esto se deba a la suma de las partículas constituyentes de la masa que interactúan con varios campos de energía cuántica del espacio-tiempo, en particular el campo de Higgs, o simplemente el arrastre de fotogramas según la Relatividad. El tiempo se dilata y la masa aumenta, ajustándose a medida que C permanece constante. El espacio-tiempo se deforma alrededor del objeto. ¿Es esta deformación simétrica como una estrella, o más como una onda de proa 3D? Si el objeto se ralentiza a una pequeña fracción de C, la deformación a su alrededor se disipa y vuelve a su entropía de reposo. ¿Se puede deformar la "espuma cuántica" del espacio-tiempo?
Ahora tome dos objetos de masa muy alta, estrellas de neutrones y agujeros negros. Encuentre 2 de ellos, en cualquier combinación, cerca uno del otro y estarán orbitando entre sí a velocidades casi relativistas. Estos generan altos niveles de arrastre de cuadros que interactúan entre sí para generar ondas de gravedad. Si estuvieran mucho más separados, no habría ondas de gravedad, solo deformación local.
Antes de que fueran estrellas de neutrones o agujeros negros, eran objetos estelares de masa superior al límite de Chandrasekhar. Eran mucho más grandes y mucho menos densos. Durante el cataclismo que creó su estado actual, desprendieron una masa significativa, pero aun así terminaron siendo mucho más densos. Entonces planteo una pregunta: la densidad de estos objetos cambia a medida que se transforman, ¿qué le hace esto a su campo de gravedad? Una segunda pregunta: ¿Cómo se altera la relación densidad:gravedad del objeto durante la transformación?
¿Hemos medido nosotros, como humanos, la relación densidad:gravedad de los objetos estelares antes y después de tales eventos? Si el aumento de densidad después de la transformación aumentara los niveles de gravedad en el mismo punto desde el centro del campo gravitacional que antes, sugeriría que el espacio-tiempo es comprimible.
Volviendo a un comentario de que el espacio-tiempo se deforma naturalmente, ¿podemos creer que tanto la deformación natural de los eventos de ondas de gravedad interactuantes anteriores y los objetos estelares relativistas (expulsados de la órbita de un agujero negro, etc.), así como la presencia de la materia, deformar el espacio-tiempo? Ambos parecen encajar. El espacio-tiempo podría percibirse como una topología dinámica que cambia constantemente debido a las fuerzas naturales. ¿Las áreas de alta y baja densidad interactúan entre sí, empujando y tirando en función de su "polaridad", de acuerdo con las leyes gravitatorias? Alimento para el pensamiento, espero.
Si consideramos el experimento mental en el que tomamos el clásico plano bidimensional curvo en una representación gráfica de la curvatura del espacio-tiempo, lo copiamos y organizamos la copia de modo que los puntos más bajos de los pozos de gravedad estén alineados. Estas copias se pueden organizar de la forma que desee, siempre que el punto bajo o los pozos de gravedad estén alineados, entonces las imágenes aún funcionan. Entonces podemos ver lo que creo que estás preguntando. Con solo una imagen, parece que el espacio-tiempo se puede estirar y tirar 'hacia abajo'. Pero en 3 dimensiones, la segunda imagen, o muchas otras, también son posibles, lo que implica que el espacio se curva hacia abajo y hacia arriba en el mismo lugar.
Y entonces, supongo, tu pregunta. Mi pensamiento fue, ¿a dónde se fue el espacio?
Las otras cosas que considero son la distancia y el tiempo. Usando la tierra por ejemplo, con el tiempo la tierra se mueve alrededor del sol. En el verano, la tierra se curva en un espacio-tiempo diferente que en el invierno. A medida que la tierra deja un lugar en el espacio, el espacio vuelve a la forma que tenía antes de que la tierra estuviera presente, por lo que parece que el espacio-tiempo fue 'comprimido' y luego volvió a su forma original.
Me parece interesante que el espacio se pueda expandir, inflar o curvar pero no comprimir. La confusión proviene de la comparación del espacio con un fluido, y los fluidos generalmente no se pueden comprimir. Tenga en cuenta que mi primer ejemplo, el ejemplo de la lona de goma, y la comparación del espacio con un fluido, nos dan una idea de cómo es el espacio y qué está haciendo, pero ninguno de ellos es perfecto.
La presencia de materia no deforma el espacio-tiempo. Podrías hacer un caparazón de materia y el espacio-tiempo de un lado podría ser perfectamente plano sin importar qué tan cerca estés del caparazón.
El espacio-tiempo se deforma naturalmente. Una ola de espacio-tiempo deformado podría propagarse a través de un universo que está en todas partes desprovisto de materia y siempre lo estuvo y siempre lo estará. Es natural que el espacio-tiempo se deforme.
Lo que importa, o más correctamente, lo que hacen el estrés, la presión, la densidad de momento, la densidad de energía y el flujo de energía es permitir que regiones de espacio-tiempo naturalmente curvadas que normalmente podrían tocarse se encuentren. Para muchos sistemas, la densidad de energía es el factor más importante y la densidad de energía es casi proporcional a la densidad de masa.
La forma en que el espacio-tiempo fuera de una estrella logró volverse tan curvo como lo hizo es porque antes había una pequeña curvatura y algo de materia. Y la materia era lo suficientemente lenta entre sí que la pequeña cantidad de curvatura le permitía comprimirse. Y como comprimía el tipo de curvatura del exterior ahora no podía cambiar a un tipo diferente como lo hizo cuando la materia estaba allí.
Entonces, el tipo del exterior tenía que extenderse hacia adentro y era un tipo que tenía más curvatura más cerca hacia adentro. Y el gas colapsaba más y este proceso continuaba.
Eventualmente, cuando toda la materia que forma nuestro sol colapsó para ser tan pequeña como la órbita de la tierra, el espacio-tiempo aquí era tan curvo como lo es ahora. El gas contribuyó a colapsar, por lo que ese tipo de curvatura se extiende hasta la superficie del sol, mientras que solía ser el tipo que estaba fuera de todo el sistema solar y la curvatura era más débil allí, pero del mismo tipo que sabemos. aquí.
Después de eso pareces estar bien. No es la presencia de materia aquí y cómo eso importa, es la curvatura aquí y ahora lo que importa. Y la curvatura existe y se propaga y la materia influyó en ella cuando pasó hace mucho tiempo.
La relatividad señala que a diferentes alturas de la superficie de la Tierra, el tiempo se mueve a diferentes velocidades, cuanto más cerca del núcleo, más lento se vuelve.
Esta es una simplificación que fue demasiado lejos. No existe un tiempo global que marque a diferentes ritmos en diferentes lugares. En cambio, los relojes se mueven a través del espacio y el tiempo, y cuando hacen tictac es una función de dónde están y cómo se mueven.
Menciono esto debido al próximo error que estás a punto de cometer.
En el caso de una singularidad, el tiempo se ralentiza considerablemente a medida que el observador se acerca al centro de la curvatura.
No. Una singularidad desnuda no hace eso. Y una singularidad detrás de un horizonte de eventos tendrá una dilatación de tiempo infinita en relación con el infinito en el horizonte, no en la singularidad. Entonces estás confundiendo un horizonte y una singularidad.
La curvatura relativista general es "curvatura intrínseca", es decir, no requiere la existencia de otra dimensión "para curvarse". La deformación/curvatura está en una dirección que se puede dividir en componentes en nuestro familiar x, y, z, t.
(Otra forma en la que la antigua analogía de una pelota que rueda sobre una hoja 2D deformada es defectuosa. A menos que la hoja estuviera deformada en su propio plano, eso sería mejor).
Tal curvatura intrínseca, si es diferente en diferentes lugares, inevitablemente dará como resultado una "densidad" más alta o más baja del espacio-tiempo. Lo que quiere decir que objetos idénticos en trayectorias paralelas de caída libre parecerán converger o divergir cuando se encuentren con tal curvatura. Parecerá que han actuado sobre ellos una fuerza.
Ya conocemos el concepto de energía potencial gravitacional (el tensor métrico en GR). Para una masa/energía de referencia, esto podría interpretarse como una medida de la "densidad" del espacio-tiempo, con diferenciales que representan áreas de mayor curvatura y mayor fuerza gravitacional aparente. Pero sería un error sugerir que el potencial gravitacional (no la tasa de cambio del potencial gravitatorio) es proporcional a la curvatura/fuerza.
¡Cuidado con el catalizador! Hay muy poco que salvar en las respuestas que he leído, que preceden a la mía. Al menos en parte, también depende de cómo hayas expresado tu pregunta. Tendría muchas dificultades para darle una respuesta correcta y comprensible.
Estos no son asuntos que uno pueda explicar con lenguaje ordinario. Quien te diga lo contrario, tal vez no se haya entendido a sí mismo, seguramente te hará malinterpretar profundamente.
Te ofrezco una cita antigua:
"La filosofía [es decir, la física] está escrita en este gran libro, me refiero al universo, que está continuamente abierto a nuestra mirada, pero no puede entenderse a menos que uno primero aprenda a comprender el lenguaje e interpretar los caracteres en los que está escrito. Está escrito en el lenguaje de las matemáticas, y sus caracteres son triángulos, círculos y otras figuras geométricas, sin las cuales es humanamente imposible entender una sola palabra de él; sin ellas, uno está deambulando en un oscuro laberinto".
Galileo Galilei, Il Saggiatore (El ensayador, 1623).
Toda la materia se mueve a través del espacio-tiempo. Cuanto mayor es la masa, más lento aparece el tiempo. Toda la materia se mueve desde donde el tiempo es más rápido hacia donde el tiempo es más lento, donde el tiempo es más lento o se detiene por completo se evidencia por un "agujero negro". La deformación se produce debido a la interacción de la materia con el espacio-tiempo. La gravedad es simplemente materia moviéndose hacia donde el tiempo es más lento.
¿La masa comprime el espacio-tiempo?
No hay una respuesta a esta pregunta porque es una locura... El espacio-tiempo no es una cosa real, el espacio y el tiempo son dos cosas completamente diferentes, el espacio es lo que puede ser ocupado por la materia y la energía y el tiempo es la velocidad en el que dos materias y/o energías o más se mueven en relación una con la otra.
Por ejemplo, no existe el pasado o el futuro, solo existe el tiempo presente, y sí, tienes una memoria, pero solo son grabaciones de lo que alguna vez fue el tiempo presente. El tiempo es sólo el cambio del tiempo presente y el cambio de los objetos en el tiempo presente en comparación con donde estaban, una vez en el tiempo presente...
Sin embargo el espacio puede comprimir materia, en el centro de todo mundo que tiene gravedad, hay un agujero negro, todos de diferentes tamaños dependiendo de muchas cosas, y lo que es un agujero negro, es el punto en el que el espacio se está colapsando. El espacio es una cosa diferente a la energía y la materia. La materia es energía compuesta, y la energía es partículas postuladas en el espacio.
El espacio puede colapsar y expandirse infinitamente, porque la materia y la energía tienen que existir dentro del espacio y tienen que tener su propio espacio. "Dos objetos o energías no pueden ocupar el mismo espacio" porque tiene que existir en un espacio, se adhiere al espacio en el que se encuentra a menos que otra energía lo obligue a salir. Entonces, cuando ese espacio está siendo atraído hacia un agujero negro, la materia viaja con él, es decir, la gravedad. Si fuera la primera pieza de materia en ser "atraída" hacia el agujero negro, se ubicaría en el centro, porque la materia no colapsará como lo hace el espacio, por lo que una nueva pieza de materia viene hacia el centro del agujero negro y se topa con la otra materia ahí, ahora tienes materia tratando de ocupar el mismo espacio, entonces hay fuerza y se genera calor. 100 millones de años más tarde tienes un planeta.
Cuando hay dos agujeros negros, ambos colapsan el espacio en su centro, el espacio y una distancia uniforme entre los dos se estira en ambas direcciones creando una "fuerza" que los mantiene separados. Y así nace un ciclo interminable de colapso y estiramiento del espacio entre dos mundos.
Cuando un planeta ha acumulado tanta materia que está en el punto donde la masa alcanza su espacio colapsado y se extiende hacia el espacio que se está estirando, tiene un levantamiento y colapso masivo de materia, donde continentes enteros se separarían de la mayor parte del planeta. y luego chocar contra él una y otra vez hasta el punto en que no se puede obtener estabilidad y todo el planeta se enciende en material fundido y nace un sol.
Un sol no puede morir debido a 3 leyes básicas:
Así que el sol sobrevivirá hasta el día en que se solucione lo que sea que haya creado el agujero negro en su centro. En ese momento explotará, lo que la gente de la tierra llama supernovas... o lo que sea.
curioso
catalizador