¿Por qué somos atraídos no repelidos a la gravedad?

La gravedad, según la mejor teoría de la gravitación que existe, no es exactamente una fuerza en el sentido de Isaac Newton. Es el resultado de dos cosas: el espacio-tiempo en sí mismo está curvado por la presencia de energía e impulso, y los pequeños objetos se mueven a lo largo de las geodésicas, que es otro nombre para las líneas rectas locales, en ese espacio-tiempo.

La ecuación de la desviación geodésica nos dice que mientras el tensor de energía-momento satisfaga una condición de positividad, las geodésicas de dos cuerpos masivos pequeños ordinarios que se mueven en el espacio-tiempo, dadas las condiciones iniciales correctas, siempre tenderán a converger en el espacio a lo largo del tiempo o Los menos se separarán menos rápidamente el uno del otro, siempre que solo la gravitación sea importante en el movimiento.

Esto nos parece una fuerza atractiva.

Entonces, en casi todas las circunstancias ordinarias, es correcto decir que la gravedad es una fuerza atractiva.

La única excepción a esto es el caso en el que existe alguna forma de materia muy exótica que viola la condición de positividad en el tensor de energía-momento – y el pensamiento actual es que esto solo ocurre en escalas de longitud muy grande donde aparece la “energía oscura” causando una aceleración de la expansión general del universo tal como aparece en la relación redshifts vs distance de galaxias distantes.

Esta energía oscura no se entiende en absoluto teóricamente, pero es un ejemplo donde la gravedad puede producir una fuerza repulsiva.

Por lo tanto, la razón por la que la gravedad siempre es atractiva a escalas de distancia más pequeñas que las escalas de longitud cósmica es que el tensor de momento de energía de la materia ordinaria siempre satisface una condición de positividad, y esto crea una curvatura del espacio-tiempo local que resulta en una fuerza atractiva.

No somos atraídos ni rechazados técnicamente por la gravedad. A pesar de lo que se nos enseña en nuestra clase de ciencia basada en Newtonianos de nivel estándar, la gravedad no es una fuerza. Es más bien el efecto del espacio-tiempo curvo. Cualquier objeto con masa deforma el espacio que lo rodea, como se ilustra en la siguiente imagen.

Los objetos se mueven en el camino más corto y recto posible a través del espacio, pero cuando están bajo la influencia de la gravedad, el espacio se curva y su camino también se curva. Su movimiento se verá afectado según el impulso de los objetos y la masa del objeto. La razón por la que los objetos caen al suelo es porque su impulso no es lo suficientemente grande y las curvas de la Tierra son lo suficientemente amplias para que no puedan orbitar o escapar de la gravedad.

En todo caso, diría que la gravedad empuja hacia el objeto de masa porque el espacio se curva para que se muevan hacia él.

No lo sabemos Todas las teorías habituales simplemente toman este hecho de las observaciones y luego inventan algunas matemáticas que funcionan de esta manera, por lo que las matemáticas no dan ninguna razón real por la cual actúan, solo significa calcular los efectos. La relatividad general con su tensor métrico y curvatura, etc., solo permite calcular diferentes cosas, como distancias, tiempos, aceleraciones, etc., pero todo se deriva del potencial gravitacional original de Newton tomado en la matemática del tensor y combinado con algunas leyes de conservación. ¿Pero de dónde viene la gravedad de Newton? Observaciones, eso es todo. Así que realmente no lo sabemos.

Es erróneo pensar que la gravedad es una “fuerza” que repele o atrae la materia. La gravedad simplemente curva el espacio-tiempo y, por lo tanto, también la trayectoria de los objetos. En el espacio tridimensional, aparece como si el trazado de los objetos se curva, pero en el espacio tridimensional sigue siendo una línea recta y puede considerarse como un geodísico (línea recta a través de un espacio curvo).

Toma una hoja de papel y envuélvela alrededor de una bola. Ahora dibuja una línea en ella que aparezca directamente en el espacio 3D. Tome la hoja de la pelota y vuelva a enderezarla (a 2D), notará que la línea en el papel es una curva debido a la curvatura de la pelota. Una línea recta en una dimensión superior puede aparecer como una línea curva en una dimensión inferior si el espacio dimensional superior está curvado. Exactamente lo mismo sucede con la materia y la gravedad que curva nuestro tiempo espacial 3D.

El asunto sigue moviéndose en su espacio 4D en su forma alegre en línea recta, como es de esperar cuando no hay fuerzas que actúen sobre él. Sin embargo, debido a la gravedad, el tiempo del espacio que la línea recta PARECE debe ser curvado (objetos cayendo) en el espacio 3D.

Más información:

No sabía la respuesta a su pregunta, así que hice un poco de navegación por la web sobre el tema y encontré una respuesta suficientemente convincente, al menos para mí en esta página. ¿Por qué la fuerza de gravitación siempre es atractiva?

La gravedad no siempre es atractiva:

La gravedad se piensa como una fuerza aburrida débil. Pero si consigues que los agujeros negros que giran rápidamente y las ondas gravitacionales fuertes interactúen, entonces puedes obtener efectos de “repulsión y atracción” que surgen de fuerzas puramente gravitacionales.

Por lo tanto, la gravedad repulsiva no existe en tiempos de silencio, pero si observa lo que sucede cuando proyecta una onda gravitacional en un agujero negro que gira rápidamente, verá que al ajustar la frecuencia solo ligeramente desde el nivel ideal, puede empujar el agujero hacia afuera. de usted (cuando el bh absorbe una onda) o acérquelo (cuando el bh agrega energía al haz de radiación a través de la superradiancia).

Consulte: http://arxiv.org/pdf/1312.4529v2… – figura 4. Con una onda gravitacional

Respuesta de – Tom Andersen

🙂

Bueno, debes haber obtenido la respuesta hasta ahora, pero una cosa que me gustaría agregar aquí es:
La ciencia no puede responder a todos tus “por qué”. La ciencia es solo un conjunto de reglas y suposiciones basadas en las observaciones de la naturaleza. Entonces leemos lo que observamos, analizándolo de una manera más fácil de entender. No sabemos por qué sucede esto. Simplemente predecimos que esto sucederá porque eso ha sucedido.

¡Lo siento por ser un filósofo!

Es porque la materia curva el espacio-tiempo. Si consideras el espacio-tiempo como un trampolín y le pones una masa pesada, doblará el trampolín. Entonces, cuando intentas poner algo cerca del espacio-tiempo curvo, se atrae (cae hacia el espacio-tiempo curvo) en lugar de ser rechazado.

Creo que esta es una pregunta mucho más profunda de lo que se ha realizado aquí.

La gravedad (la fuerza débil), no tiene, como usted bien implica, ninguna fuerza opuesta (¡aha! Todavía no se conoce la fuerza opuesta).

En pocas palabras, el jurado está fuera!

Lo que comenzó como una descripción desechable (‘energía oscura’), puede estar mucho más implicado en la gravedad (o debería decir ‘antigravedad’), que lo que se ha establecido aún …

Todo lo que puedo decir es……. espera y verás…….

barro

Desde el punto de vista de la acción, la gravedad no atrae ni repele, pero los efectos de la gravedad se deben a empujar y sientes que las masas no te dejan pasar. Pero esta es una vista de GR que se refiere al principio equivalente con su aceleración que empuja.

Odio ser la matanza aquí, pero por lo que sé, todavía no hay una buena respuesta. Podemos descubrir algo cuando encontremos una teoría para unir la mecánica cuántica y la relatividad. Desafortunadamente, incluso eso no es seguro. Excelente pregunta, pero no hay una respuesta satisfactoria.