¿Se dio cuenta la gente de que la gravedad aceleraba las cosas antes del experimento mental del ascensor de Einstein?

Claramente, los físicos pensaron que la gravedad hacía que las masas se aceleraran. Sin embargo, el experimento mental de Einstein dio paso al razonamiento de que tal vez no haya diferencia entre un campo gravitatorio constante y una aceleración constante. La importancia significativa es que esto le permitió especular que tal vez la gravedad afecta a los objetos sin masa, como los fotones.

Piénsalo. Suponiendo que un campo de gravedad constante no es diferente de una aceleración constante, entonces si un rayo de luz se dobla hacia abajo en un ascensor que acelera, debe doblarse hacia abajo en un ascensor en un campo de gravedad. ¡Ese es el avance! Podemos entender fácilmente un rayo que se dobla hacia abajo debido a la aceleración, pero si la gravedad hace que un objeto sin masa cambie de dirección como si tuviera masa, entonces la ley de gravitación de Newton no está completa. Bajo Newton, la luz sin masa no experimenta la fuerza de la gravedad y, por lo tanto, no se dobla.

Con este nuevo concepto dando vueltas, permitió a los físicos especular que la gravedad es más que una simple fuerza, sino quizás un resultado o una propiedad incluso de la geometría del espacio. Quizás los objetos masivos hacen que el espacio mismo se curve, lo que permite que incluso cosas sin masa, como la luz, caigan hacia ellos.

Naturalmente, uno puede ver a dónde podría conducir eso... A una forma revolucionaria de considerar la geometría del espacio-tiempo. Es por eso que esta pequeña noción fue tan enormemente importante para nuestra comprensión del universo.

Esto es exactamente al revés. La epifanía de Einstein no fue que los objetos que gravitan hacen que los objetos cercanos se aceleren, o que los objetos que gravitan hacen que los fotones cercanos se aceleren tanto como lo hace la materia. La epifanía de Einstein fue todo lo contrario, es decir, que los objetos que gravitan no hacen que los objetos cercanos se aceleren.

Un objeto en caída libre no experimenta ninguna aceleración adecuada . Un objeto en caída libre solo parece acelerarse si utiliza un marco de referencia no inercial. Es decir, si elige utilizar un marco de referencia no inercial, la gravedad aparecerá en forma de una fuerza puramente ficticia .

En una versión del experimento mental del "ascensor" de Einstein, los objetos (o luz) en caída libre dentro de un cohete en aceleración en el espacio no experimentan una aceleración adecuada. Sin embargo, los objetos en caída libre se comportan matemáticamente de manera similar a los objetos que aceleran, si por razones de conveniencia elige describir los objetos utilizando un marco de referencia de aceleración en el que las coordenadas espaciales del cohete no cambian con el tiempo. De manera completamente equivalente, los objetos en caída libre dentro del cohete no experimentan una aceleración adecuada si el cohete está sentado en su plataforma de lanzamiento en la Tierra. Simplemente se comportan matemáticamente de manera similar a los objetos que aceleran, si elige describir los objetos usando un marco de referencia en el que las coordenadas espaciales del cohete y la superficie de la Tierra en la que se encuentra el cohete no cambian con el tiempo.

Desde la perspectiva de la gravedad como una fuerza ficticia, por supuesto, los fotones parecerán acelerarse en un marco de referencia acelerado, con el mismo valor de "aceleración" que un poco de materia, porque la "aceleración" no tiene nada que ver con ninguna consideración. de si los fotones interactúan o no con un "campo gravitacional". La aceleración aparente se debe enteramente a la elección de utilizar un sistema de coordenadas no inercial.

Realmente no se puede culpar a uno por usar un sistema de coordenadas no inercial cerca de objetos gravitantes, porque no es posible usar un marco de referencia inercial que cubra toda una región del espacio-tiempo alrededor del objeto gravitante. No existe un marco de referencia inercial global como ese, debido a que el objeto gravitatorio provoca una curvatura en el espacio-tiempo a su alrededor. (Sin embargo, puede usar marcos inerciales localmente cerca de un evento, o aproximar todo el espacio-tiempo bajo las condiciones apropiadas, involucrando un pequeño campo de tensor de perturbación en un fondo de espacio-tiempo plano ).

Gravitar objetos que no provoquen que los objetos cercanos se aceleren no es simplemente una cuestión de perspectiva. En relatividad general, hay una diferencia física entre usar un marco de referencia acelerado y modelar la situación con una fuerza adecuada que acelera todo. El uso de un marco de referencia acelerado da como resultado una dilatación del tiempo gravitacional , que de hecho se ha observado.

Acerca de..

2. medido localmente, su tiempo nunca difiere, es decir, 'c' en relación con su reloj de pulsera, por ejemplo, aunque algunos podrían argumentar que una aceleración es diferente allí, con lo que tampoco estoy de acuerdo. Pero podemos mantenerlo en movimientos uniformes y luego también concluir que este hecho es lo que hace que los 'experimentos repetibles' funcionen, así como las constantes. Asumir esto mal, y esperaría que comencemos a vivir en 'tiempos interesantes'.

En cuanto a "Seguramente los físicos entendieron que la fuerza gravitacional hacía que las cosas se aceleraran antes de esto"

De acuerdo con el marco de Einstein, la gravedad se transforma para ti cuando estás en una 'caída libre'. Entonces, la forma en que la gente pensaba sobre esto antes de Einstein es diferente a la de ahora. Que un observador lejano pueda definirte como acelerando es el resultado de las dependencias del observador para mí, diferentes marcos de referencia.

Además, ya no es una 'aceleración', que a medida que se vuelve 'menos de peso' en ella. Lo que hizo fue definir una equivalencia entre una gravedad planetaria (la Tierra) y una aceleración constante y uniforme, es decir, su cohete en una gravedad.

Siempre conocerás una aceleración real, o gravedad. Ahí es cuando te encuentras aumentando de peso, sin comer.

El matemático inglés Sir Isaac Newton publicó Principia, que plantea la hipótesis de la ley del cuadrado inverso de la gravitación universal. Dedujo que las fuerzas que mantienen a los planetas en sus órbitas deben ser recíprocas como los cuadrados de sus distancias desde los centros alrededor de los cuales giran. Si estaba razonando de esta manera sobre las fuerzas (F), también lo estaba haciendo para las Masas (M) y la Aceleración (A), ya que Newton obviamente sabía que la Fuerza estaba relacionada con la Masa multiplicada por la Aceleración (F = MA).

La innovación que Einstein aportó a esto fue considerar el marco de referencia (en este caso el ascensor) llevándolo a extremos, como acelerar el marco a la velocidad de la luz.

Un par de cosas surgieron de esto:

1. El marco de referencia cartesiano que Newton presupuso resulta ser mucho más dinámico de lo que Newton o cualquiera imaginó (curvas espaciales). El espacio cartesiano de Newton era estático y rígido.
2. Se demostró la relación dimensional del tiempo con el espacio (el tiempo se ralentiza a medida que aumenta la aceleración)
3. En igualdad de condiciones, la gravedad de Newton fue bastante buena, excepto cuando se acercaron a las condiciones límite (aceleración extrema, etc.)

Entonces, sí, antes de Einstein, los físicos entendían que las cosas se aceleraban debido a la gravedad, al menos desde Newton, quien formuló una ecuación para describir esto.