Bien... antes de que todos critiquen esto con referencias a la invariancia relativista de las leyes físicas, la dilatación del tiempo, etc., permítanme agregar un poco de contexto. Además, soy un aficionado interesado en la física, por lo que no conozco los detalles de la física. Sin embargo, he leído lo suficiente sobre el principio cosmológico y el tiempo cósmico para desarrollar esta "confusión".
Con base en la evidencia recopilada hasta la fecha, parece que el universo es tanto isotrópico como homogéneo en un alto grado , como lo demuestran las observaciones y la utilidad de la métrica Freedman-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) . Este principio, cuando se combina con la métrica FLRW, permite dividir el espacio-tiempo en porciones que no se cruzan y, por lo tanto, establecer un "tiempo cósmico".
Ahora, la existencia de tal tiempo de ninguna manera sugiere que sea el momento "correcto" o un verdadero "ahora", violando así la relatividad, aunque algunos filósofos presentistas (p. ej., WL Craig) han tratado de hacer este argumento, pero generalmente no se acepta en los círculos filosóficos.
Sin embargo, esto me deja confundido acerca de una aparente desconexión entre la relatividad y el principio cosmológico:
La isotropía solo se mantiene si estamos en reposo en relación con la radiación cósmica de fondo de microondas (marco de reposo universal), o/w la anisotropía está presente; sin embargo, se supone que cada marco de referencia permite observaciones igualmente válidas. ¿Cómo se pueden reconciliar estos dos cuando la mayoría de los marcos de referencia nos llevarían a concluir que el universo NO es isotrópico?
Parece que solo apelando a la idea de estar en reposo en relación con el "marco de reposo universal" podemos explicar cualquier discrepancia de la isotropía como debida a un "movimiento peculiar". Sin embargo, ¿no le da esto a este "marco de reposo universal" y su tiempo asociado un estatus empíricamente privilegiado, a pesar de que las leyes físicas funcionan bien en todos los marcos de referencia?
Por ejemplo (disculpe cualquier abuso de la astronomía): si miro hacia afuera en alguna parte del espacio y veo solo cuásares, y luego en otra parte del espacio y veo solo enanas marrones, pero mido ambas aparentemente a la misma distancia de mí, entonces puedo ¿Concluyo que estamos en movimiento, ya que de lo contrario tendríamos una contradicción empírica (algo así como encontrar restos de dinosaurios y humanos en los mismos estratos)?
Cualquier ayuda sobre dónde me estoy equivocando sería útil. Intuitivamente, no creo que deba haber una manera de establecer un orden absoluto entre eventos separados similares al espacio, pero el razonamiento anterior sugiere lo contrario.
Su error es suponer que el fondo cósmico de microondas constituye un marco de reposo universal, porque no es así.
En un universo FLRW hay un marco llamado marco comóvil o marco propio que es particularmente conveniente desde el punto de vista matemático. Este es el marco en el que la distancia de comovimiento entre todos los habitantes de ese marco es constante, por lo que todas las "cosas" en el universo son mutuamente estacionarias (el marco de comovimiento tiene en cuenta la expansión de Hubble). Dado que esperamos que todas las "cosas" del universo se creen de manera similar, esperaríamos que sea aproximadamente estacionario (en un sentido de comovimiento), por lo que la suma total de todo, materia y energía, actúa como un punto de referencia para el marco comóvil.
Así que no hay nada especial en el CMB. Si ignoraste el CMB y mediste la velocidad de la Tierra hacia todas las galaxias que podemos ver, esperarías obtener el mismo resultado que si midieras la velocidad de la Tierra en relación con el CMB. El CMB ocupa el mismo marco que todo lo demás porque se creó básicamente de la misma manera. Lo único especial del CMB es que las interacciones gravitatorias no le han dado varias velocidades peculiares como ha sucedido con las grandes agregaciones de materia.
El hecho de que el universo no sea isotrópico es una observación perfectamente válida, en lo que respecta a la relatividad.
Sin embargo, ¿no le da esto a este "marco de reposo universal" y su tiempo asociado un estatus empíricamente privilegiado, a pesar de que las leyes físicas funcionan bien en todos los marcos de referencia?
Sí, lo hace, pero eso no es un problema. La relatividad no prohíbe que un sistema físico seleccione ciertos marcos de referencia que son "preferidos" en el sentido de que es más conveniente trabajar con ellos. De hecho, esto no sucede sólo con el universo. Incluso para un sistema pequeño, como dos partículas, hay un marco de referencia empíricamente privilegiado, el marco del centro de energía en el que el momento total es cero. (Esta es una ruptura espontánea de la simetría de Lorentz, si aprecia tales términos).
Pero el hecho es que las leyes fundamentales de la física son perfectamente válidas ya sea que se encuentre en ese marco empíricamente privilegiado o no. El único sentido en el que es empíricamente privilegiado es que es conveniente , pero no es una elección necesaria .
Soy un ingeniero que ha jugado con la relatividad y la cosmología como pasatiempo desde que me jubilé. Me parece que Einstein nunca se sintió completamente cómodo con la Relatividad cuando se trataba de aceleración. En 1920 dijo:
“Newton podría no menos haber llamado a su espacio absoluto 'Éter'; lo esencial es simplemente que además de los objetos observables, otra cosa, que no es perceptible, debe ser considerada como real, para permitir que la aceleración o la rotación sean consideradas como algo real”.
Einstein, Albert: "Éter y la teoría de la relatividad" (1920), Sidelights on Relativity (Methuen, Londres, 1922)
La paradoja de los gemelos (un gemelo envejece más que el otro, aunque ninguno tiene una referencia preferida) se explica porque uno experimenta aceleración al girar. Lo mejor que puedo decir es que nada en la Relatividad justifica esta explicación. Por otro lado, si los efectos dependen del movimiento relativo al universo como un todo, la explicación de la aceleración es innecesaria. Aunque la mayoría de las cosas se pueden explicar usando una versión de Relatividad de solo dos cuerpos, muchas otras fallan con solo dos cuerpos de Relatividad, especialmente si se trata de aceleración. Se me ocurrió una representación matemática de varios cuerpos de la Relatividad que parece resolver esto. Sin embargo, esto le da a la referencia inercial, para la cual se sostiene el principio cosmológico, un estatus especial.
Además, Einstein afirmó que mientras la velocidad es relativa, la aceleración no lo es. La interpretación de la aceleración como la derivada temporal de la velocidad simplemente no funciona para una interpretación de dos cuerpos. Sin embargo, una suma de las relaciones de varios cuerpos resuelve esto. curiosamente, cuando el método de Einstein de derivar la física clásica de la Relatividad se aplica a la energía gravitatoria, la interpretación de múltiples cuerpos se presenta de una manera obvia y difícil de negar.
david z
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