Principio de equivalencia y blindaje gravitacional

Leí en wiki que el blindaje gravitacional se considera una violación del principio de equivalencia. ¿Es así, cómo? Una descripción conceptual sin muchas matemáticas será útil.

No estoy seguro de si el artículo de wiki se refiere a la protección solo con materiales o si también incluye mecanismos, por ejemplo, un disco giratorio. Sé que el disco giratorio no protege la gravedad, pero solo para describir lo que podría significar un mecanismo.

Continúa diciendo que cualquier evidencia de protección gravitacional falsificaría GR, ¿es esto cierto?

Es difícil para mí creer porque, supongamos que el escudo gravitacional se demuestra de alguna manera, entonces cómo se puede falsificar GR de repente, lo cual ha sido verificado por tantos experimentos y fenómenos. Entonces, eso me hace pensar que el blindaje gravitacional no invalidaría GR.

Esto es muy parecido a un duplicado de ¿Es teóricamente posible proteger campos u ondas gravitacionales? aunque eso no menciona el principio de equivalencia. La respuesta de Luboš ofrece un elegante análisis de por qué es imposible el blindaje gravitacional.
@JohnRennie: Sí, mi pregunta involucra el principio de equivalencia y GR. Además, me refiero al blindaje por un material y/o por un mecanismo. Digamos, un disco giratorio, sé que este es un ejemplo malo/falso, pero solo un ejemplo para describir lo que podría significar un mecanismo.
@JohnRennie: Tampoco estoy preguntando si se puede proteger la gravedad. Entonces, para mí, la pregunta no parece estar duplicada.
" Supongamos que el escudo gravitacional se demuestra de alguna manera, entonces cómo se puede falsificar GR de repente, lo que ha sido verificado por tantos experimentos " Mientras trato de mantener una mente abierta, creo que esto es al revés. Debido a que GR ha sido verificado por tantos experimentos, las posibilidades de demostrar el blindaje gravitacional son extremadamente pequeñas. No significa que no pueda haber GS, pero dado el corpus de experimentos de confirmación de GR, requeriría que la mayoría de las predicciones de un reemplazo de GR + GS sean casi similares a GR actual.

Respuestas (4)

El artículo de Wikipedia hace referencia al artículo Teoría general de la relatividad: ¿Sobrevivirá la próxima década? de Orfeu Bertolami, Jorge Paramos y Slava G. Turyshev. En ese documento, el blindaje gravitacional se analiza en la sección 3.4 en las páginas 16 y 17.

En lugar de considerar mecanismos específicos, el artículo analiza la posibilidad general de que la materia misma proteja la gravedad, por lo que, por ejemplo, la ley de Newton para la fuerza entre dos cuerpos se modificaría a algo como:

F = GRAMO metro 1 metro 2 r 2 Exp ⁡ ( − h ∫ ρ ( r ) d r )

dónde ρ ( r ) es la densidad de la materia. Esta idea se debe originalmente a Quirino Majorana ( Q. Majorana, Philos. Mag. 39 (1920) 488 - Googleando encuentra muchas referencias al artículo pero no al artículo en sí).

Ahora considere la fuerza entre dos masas esféricas. Podemos considerar estas masas como formadas por caparazones esféricos concéntricos, pero la masa en cada capa protegería a la masa en su interior. Entonces, a medida que aumentan las masas y sus radios, el escudo gravitatorio aumentará y la relación entre la fuerza protegida y la fuerza newtoniana disminuirá. Eso significa que la relación entre la masa gravitacional y la masa inercial cambia a medida que aumenta el tamaño. El principio de equivalencia (una de sus muchas formas) establece que la relación entre la masa gravitacional y la inercial es constante. De ahí el conflicto.

Para la pregunta más general de si el blindaje es posible, me refiero a la respuesta de Luboš a ¿Es teóricamente posible proteger los campos gravitatorios o las ondas? El problema es que el blindaje requiere genéricamente una masa/energía negativa y eso provoca todo tipo de problemas de estabilidad. Si bien esto no es técnicamente una violación de GR, la mayoría de nosotros creemos que la masa/energía negativa no puede existir.

Puedo entender que el caso de blindaje de materia sería imposible. ¿Qué tal algún mecanismo donde podamos decir: si la gravitación está protegida, eso significa que el efecto de la gravitación se reduce, no la masa de la gravitación? Entonces, ¿la reducción de peso no se debe a una masa diferente sino a una fuerza de gravedad diferente porque ha sido parcialmente protegida? En otras palabras, el mecanismo curva el espacio de manera que el efecto mismo se reduce sin afectar la masa gravitacional. Supongo que eso no contradiría a GR.
@kpv: aquí es donde debe consultar la pregunta que vinculé. El tipo de protección gravitacional que describe requeriría una masa negativa. Si bien esto no es una violación de GR, permitir que la masa negativa cause todo tipo de problemas de estabilidad. El hecho de que el universo exista sugiere que la masa negativa no existe.
Sí, eso es lo que se necesita para proteger la gravedad, la masa negativa según su descripción. Estoy de acuerdo, no habría masa negativa y, por lo tanto, no habría protección por ese mecanismo específico.
El papel es de Quirino Majorana, tío de Etorre.

Voy a responder a esta parte de la pregunta:

Es difícil para mí creer porque, supongamos que el escudo gravitacional se demuestra de alguna manera, entonces cómo se puede falsificar GR de repente, lo cual ha sido verificado por tantos experimentos y fenómenos . Entonces, eso me hace pensar que el blindaje gravitacional no invalidaría GR.

Tome la gravedad newtoniana, que ha sido verificada por muchos experimentos. Cuando se propone la Relatividad General, GR , incluye en su forma límite la gravedad newtoniana, y no la invalida cuando el efecto de GR es pequeño, dentro de los errores de medida. Todos los resultados de la gravedad newtoniana son válidos en un espacio de fase específico de las variables, dentro de los errores experimentales.

Tome la mecánica clásica. Cuando la mecánica cuántica se desarrolló para dimensiones pequeñas, los límites se aproximaron matemáticamente sin problemas a medida que las dimensiones crecen con h yendo a cero.

Por lo tanto, es concebible que una nueva teoría gravitacional incruste GR en los límites de algún espacio de fase. La relatividad general sería inválida en ciertos valores de las variables y necesitaría correcciones pero el resultado debería unirse sin problemas, como ha sucedido con todas las teorías validadas de la física cuando se proponen nuevas teorías para explicar nuevos fenómenos.

Entonces, una teoría con blindaje gravitatorio tendría sentido solo si reproduce, dentro de los errores experimentales, los éxitos en las órbitas e incluso las correcciones de GPS usando GR , y además explica las observaciones no claras usando la relatividad general, por ejemplo, la masa oscura y la energía oscura.

Estoy de acuerdo con tu descripción y también la entiendo. Sin embargo, en este caso, dice el artículo de wiki, se contradirá con GR en principio, no en límites/límites.
todos los principios/leyes/postulados se mantienen en regiones específicas del espacio de fases. GR se invalidará en una región específica. Si dicen sobre todo el espacio de fase, entonces la teoría propuesta no es válida, por lo que debe ser una mala descripción del artículo. la validación y la falsificación ocurren mediante experimentos dentro de ciertos errores experimentales. Si dentro de esos errores se sostienen ambas teorías, no se puede hacer ninguna declaración de falsificación.
@kpv Es concebible que el principio de equivalencia no se cumpla tan universalmente como se supone, y es concebible que en los casos en que no se cumpla, podría permitir GS. Pero (y este es un enorme "pero"), incluso si el principio de equivalencia no es tan universal como se pensaba, tiene que mantenerse (o su teoría de reemplazo tiene que predecir los mismos resultados) en todas partes donde se han realizado experimentos de validación de GR. . Esto limita severamente el "espacio" en el que podría operar GS.
@TripeHound; Aceptar,
O para decirlo de otra manera; El hecho de que se demuestre que algo es incorrecto no significa que no haya sido menos incorrecto que las cosas anteriores.

El cuerpo protegido tendría que tener una masa inercial diferente a su masa gravitacional, ya que es la masa gravitatoria la que se reduciría en el blindaje. La masa gravitacional provoca el peso, la masa inercial la resistencia a la aceleración. El principio de equivalencia dice que son lo mismo (equivalente). Muchos experimentos muestran que lo son, y que el blindaje no funciona.

Consulte el artículo wiki sobre el principio de equivalencia en https://en.m.wikipedia.org/wiki/Equivalence_principle . En el artículo de wiki sobre protección de la gravedad, se describen las medidas y los experimentos; véalo en https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gravitational_shielding .

Sí, ese artículo de wiki debe editarse para que no resulte misterioso por qué el blindaje invalida el principio de equivalencia, como está escrito, dice 'se considera', no es una declaración muy científica.

¿No puedo decir? Si la gravitación está protegida, eso significa que el efecto de la gravitación se reduce, no la masa de la gravitación. Entonces, ¿la reducción de peso no se debe a una masa diferente sino a una fuerza de gravedad diferente porque ha sido parcialmente protegida?
La gravedad solo se puede reducir a) las masas se reducen, b) las distancias aumentan, o c) ocurren algunas no linealidades o efectos extraños. Como no conocemos ningún caso de c), y te mantienes a distancia, tiene que ser a). La constante gravitacional es solo una constante para normalizar la masa gravitatoria e inercial, si realmente quieres afirmar que una constante universal que explica la gravedad del universo y la gravedad del sistema solar se puede cambiar interponiendo algo, no tiene sentido, tendrías que digamos que es una cosa de masa negativa que interpusiste. Pero la gravedad no tiene nada como la carga. No veo cómo.
No creo en la existencia de masa negativa. También según otros comentarios/respuestas, parece que se descarta la teoría de la masa negativa.
No se descarta y no es algo para creer. Solo una pregunta de física donde no tenemos evidencia de ello, y desde la teoría parece muy poco probable. Por lo tanto, tampoco es probable que haya protección

La afirmación es simplemente incorrecta. La existencia de masa negativa por sí misma no invalidaría el principio de equivalencia, sin embargo, la masa negativa junto a una masa positiva protegería r − 2 dependencia asintótica del campo gravitacional, y solo dipolar r − 3 y los términos más débiles sobrevivirían.

Esto prueba que puede tener protección gravitacional y aún así preservar el principio de equivalencia. Pero requiere masa negativa.

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