¿El tejido espacio-temporal tiene masa?

Answer 1

TL; DR: El “tejido del espacio-tiempo” tiene una densidad de energía y también una presión, pero no algo que se llamaría masa.

Así que hay un pequeño problema sobre las definiciones. El “tejido” del espacio-tiempo (nadie usa ese término) es un término muy engañoso porque no es como una pieza de un paño. Es el campo de juego sobre el que toda acción tiene lugar. No es algo que puedas sostener o agarrar.

En segundo lugar, es que cuando piensas en ciertas cantidades como “masa”, la noción está hablando intrínsecamente de algo en un instante dado en el tiempo. Entonces, no deberías estar tomando sobre el espacio-tiempo, sino regiones del espacio.

Otra cosa que debe considerar es que las propiedades del espacio-tiempo deberían ser intensivas, lo que significa que si duplica el volumen del espacio, entonces la masa putativa del espacio-tiempo debería duplicarse. Estas propiedades suelen denominarse “densidades”, es decir, densidad de masa.

Finalmente, tenemos que definir qué es la densidad de masa. Hay dos cantidades que se utilizan para determinar si la cantidad es una densidad de masa: la densidad de energía y la presión (que es una densidad). Una densidad de masa tiene densidad de energía sin presión.

Hay dos cantidades intrínsecas al espacio-tiempo: la constante cosmológica y la curvatura espacio-tiempo:

• La constante cosmológica tiene una densidad de presión que es igual y opuesta a la densidad de energía:
• [math] \ rho = -P [/ math].
• La curvatura espacio-tiempo tiene una presión que es menos un tercio de la densidad de energía.
• [math] \ rho = -3P [/ math]

El punto es que ambos de estos objetos que son intrínsecos al espacio-tiempo tienen presión y, por lo tanto, no son una densidad de masa.

El Universo contiene una densidad de masa universal, llamada materia oscura, pero esta no es una cantidad que sea intrínseca al espacio-tiempo.

Answer 2

En nuestro universo, el espacio-tiempo mismo se utiliza como punto de referencia para la nada.

La investigación ha demostrado que el espacio-tiempo es, de hecho, nada. Posee energía inherente, puede afectar la inercia de la materia, puede afectar la energía radiativa de diferentes fuentes, etc. La razón por la que podemos establecer el valor en cero es porque la presión relativa del espacio-tiempo es equivalente a la constante cosmológica. En estas condiciones crea un sistema de presión positiva estable. En realidad, es más como un superfluido de viscosidad súper baja con una densidad relativa cercana a cero en comparación con la materia.

Esta asociación de la masa del espacio-tiempo que es cero permite cosas como partículas virtuales. O otras partículas sin masa. Tienen el mismo valor de masa que el espacio-tiempo ambiental. Entonces, si bien contienen energía, a todos los efectos, se puede tratar como si no tuvieran masa.

Cuando se elimina del espacio-tiempo ambiental como una sola fuerza que transporta partículas y se coloca dentro de otro sistema como un átomo; Cosas como los fotones son tratados como electrones, que tienen masa.

¿Qué le da al espacio-tiempo en este universo el valor de energía / área que tiene? ¿La expansión del espacio-tiempo en otros universos encuentra diferentes factores de resistencia? ¿Eso lo hace más o menos denso? Relativo a un observador externo, ¿el valor energético del espacio-tiempo, que básicamente no consideramos nada en este universo, es realmente un valor notable?

Si establecemos un valor arbitrario inferior como línea de base que la marca cero en la constante cosmo, el espacio-tiempo se convierte en un material que tiene una masa intrínseca.

Si el espacio-tiempo tiene una masa intrínseca, entonces también es una forma de materia. O al menos está íntimamente ligado a la materia.

Answer 3

Si consideramos que el tejido espacio-temporal está compuesto de energía ordinaria cerca de la entropía máxima en el punto cero que presenta intervalos espacio-temporales, la respuesta a esta pregunta es que puede mostrar una masa en reposo positiva, negativa o neutra en relación. Este es mi análisis personal, no lo que encontrarás en ningún texto.
Wheeler comentó que la densidad de energía del vacío es solo ligeramente menor que la materia, pero localmente la energía libre del fondo no tiene masa de reposo, ya que no presenta un marco de reposo. Sin embargo, si, por ejemplo, hacemos una caja con espejos y atrapamos muchos fotones en ella, la velocidad del vector de los fotones se sumaría a cero en el marco de la caja y la energía de los fotones contribuiría necesariamente a la masa de la caja por e = m * c ^ 2.

En el espacio no tenemos cajas con espejos, pero sí tenemos regiones con un tiempo relativamente diferente.

Regiones donde el tiempo es relativamente más lento la luz tarda más en atravesar y exhibe un marco de descanso más lento que la luz fuera de la región. En estas regiones, la luz viaja efectivamente más lentamente que la velocidad de la luz a nivel local. Tales regiones exhibirían las propiedades asociadas con la materia oscura y exhibirían masa. Podríamos esperar que existan tales regiones cerca de centros galácticos con alta gravedad y cerca de la liberación masiva de energía de energía libre en el espacio que requiere miles de millones de años para disiparse a la velocidad de la luz.

Las regiones donde el tiempo es relativamente más rápido exhibirían una propiedad como la que está asociada con la energía oscura que expande el universo como una especie de antigravedad. Podríamos esperar encontrar regiones donde la gravedad sea baja, lejos de masas y fuentes de energía libre.

Answer 4

Asociar una energía (y, por tanto, una masa) a los grados gravitatorios de libertad y, por lo tanto, del espacio-tiempo en sí mismo, es una tarea muy difícil y, por lo general, no está bien vista por los conocedores, ya que generalmente se trata de una definición de la misma dependiente del observador, pero especialmente casos * como el espacio asintóticamente plano, que significa espacio-tiempo que, en el infinito espacial se asemeja al espacio de Minkowski, existe una noción natural de masa conocida como la masa ADM (Arnowitt-Deser-Misner). Esto, para un agujero negro, generalmente se identifica con la masa del agujero negro en sí misma, pero dado que dicho agujero negro es prácticamente una solución de vacío para las ecuaciones de campo, esta masa es mucho menos propia que la propia masa de espacio-tiempo. O al menos esto es lo más cerca que puedes conseguir …

* Tenga en cuenta que en esta situación también habrá una noción análoga de momento lineal y angular, y colectivamente se conocen como cantidades ADM.

Answer 5

Este es uno interesante.

Desde un punto de vista teórico, si aplicas una fuerza positiva a una masa positiva, se acelera en una dirección positiva (llámala hacia adelante). Esto se deriva de la segunda ley de Newton F = m a.

Mientras que si aplicas una fuerza positiva a una masa negativa, esperaríamos que acelerara hacia atrás … un poco raro, la verdad.

Como un experimento, considere que para nuestra masa positiva que acelera hacia adelante, cambia los lugares con el espacio al frente, de modo que el espacio ahora está detrás. Por lo tanto, si el tejido del espacio-tiempo es algún tipo de fluido que fluye alrededor de una masa positiva, este comportamiento es consistente con que tenga una masa negativa.

Y mi interpretación es que masa negativa significa energía negativa y viceversa … es decir, la ecuación de Einstein E = mc ^ 2 todavía se aplica a la masa / energía positiva y negativa. Así que puedes poner números negativos en todas partes y ver qué pasa …

Disfrutar 🙂

marca

Answer 6

Grandes respuestas de todos: sólo un pensamiento de un laico. Si la materia no puede crearse o destruirse, suponiendo que la simetría bariónica es válida, también debe haber antimateria, pero no la vemos. Si consideramos que es válido solo como un superconjunto de la simetría baryónica del espacio-tiempo, entonces la única forma en que puedo pensar en el Big Bang es un todo blanco y si hay simetría, podríamos considerar el universo en expansión como un subproducto de la supernova primordial donde los tiempos el eje se invierte en un plano adyacente y, por lo tanto, no conocemos los parámetros, pero la simetría que cambia una fuerza cambiaría a otras en el mismo ángulo si son conformes. Creo que la idea para aquellos que están en condiciones de resolver esto es creativamente tratar de deducir las posibilidades de la observación.

Answer 7

Si descontamos la presencia potencial de campos electromagnéticos y la gravedad dentro de una región del espacio, todo lo que queda es espacio vacío.

Aún no se entiende nada sobre el espacio verdaderamente vacío, por lo tanto, cualquier intento de describir las propiedades del espacio vacío debe ser especulativo.

El espacio vacío parece tener propiedades:

1. permite que la materia se siente dentro de ella o que pase sin ninguna resistencia aparente
2. Permite que las ondas electromagnéticas pasen sin ninguna resistencia aparente.

En ese espacio vacío no parece ofrecer ninguna resistencia o dar lugar a la gravedad, no parece tener ninguna masa.