¿Por qué la imagen ampliamente utilizada de la Tierra que crea un hoyuelo en el espacio-tiempo se considera precisa cuando implica que un objeto dirigido directamente a la Tierra iría debajo de él en lugar de golpearlo?

Answer 1

Creo que tienes en mente una imagen como esta:

La Tierra se sienta en el fondo del hoyuelo, a veces llamado pozo de gravedad.

El truco es darse cuenta de que esto es una analogía imagina un espacio bidimensional que se curva en una tercera dimensión. Los objetos deben permanecer en el espacio curvo bidimensional, no pueden moverse fuera de esa superficie. Además, deben seguir curvas que son la distancia más corta en esa superficie curva. Esa es la física esencial de la relatividad general, nuestra mejor comprensión (actual) de cómo funciona la gravedad.

Y dado que los objetos DEBEN permanecer en esa superficie curva, no hay forma de que vayan por encima o debajo de la Tierra si están en curso de colisión.

De hecho, nuestro universo tiene 3 dimensiones espaciales y 1 dimensión temporal, y la gravedad curva las 3 dimensiones espaciales, y los objetos deben seguir los caminos más cortos en las 3 dimensiones espaciales.

No sé sobre ti, pero no puedo imaginar un espacio curvo tridimensional. Por eso es útil esta analogía simplificada.

Un par de notas. En física, los “caminos más cortos” se denominan geodésicos, y la matemática de la relatividad general le permite calcularlos y, por lo tanto, averiguar cómo se mueven los objetos.

Hay un libro maravilloso llamado Flatland (Flatland: A Romance of Many Dimensions (Ediciones de Ahorro de Dover): Edwin A. Abbott: 9780486272634: Amazon.com: Libros) que es una gran ayuda para entender cómo nos parecerían las dimensiones más altas los seres 3D . También puedes visitar Mr Tompkins en el País de las Maravillas. Traduce parte del extraño mundo de la relatividad y la mecánica cuántica a la vida cotidiana.

Espero que esto ayude.

Answer 2

El eje vertical no es una dimensión espacial, es energía potencial. Está viendo dos de las tres dimensiones del espacio y la energía potencial de ese punto en la tercera dimensión (vertical).

Desafortunadamente, es prácticamente imposible representar visualmente cuatro dimensiones de una manera que la gente no entrenada pueda entender. El enfoque estándar es dejar caer la tercera dimensión espacial y usarla para otra cosa, en este caso, energía. Debe recordar que solo está mirando un plano, una porción de espacio, no espacio 3d.

Esta técnica de representación se utiliza en todas partes, por ejemplo, en el siguiente mapa de densidad de población. No vemos las montañas reales, sino montañas falsas clasificadas por números de población local. No tienes que escalar una enorme montaña casi vertical para llegar a Los Ángeles, ¿verdad?

Answer 3

Si se considera precisa, probablemente se deba a que la persona que la considera precisa no entiende las matemáticas de la relatividad general.

Nadie que haya aprendido la teoría real considera que es correcto. La imagen es bidimensional y la superficie utilizada en la imagen es similar a un espacio.

El espacio-tiempo es 3 + 1 dimensional y los objetos que se encuentran en caída libre en el espacio-tiempo alrededor de la Tierra ciertamente pueden golpear la Tierra, y es decir, que las geodésicas en el espacio-tiempo que se mueven a lo largo se intersecan con la superficie de la Tierra en algún momento espacio y tiempo.

Claramente es solo una analogía defectuosa, un intento de comunicar algo acerca de la teoría real a través de una imagen. No lo hace todo bien: de hecho, ni siquiera está cerca de estar en lo correcto, exactamente como se nota.

Answer 4

¡¡Tienes que entender que es una representación muy simple de lo que sucede en el espacio-tiempo cuando se expone a una cantidad considerable de masa !!

Se muestra que el “hoyuelo” sucede en un ” plano” en lugar de representarlo en el espacio libre …….

El espacio-tiempo es un continuo 4D; siendo la 4ª dimensión … ¡no puede representarse con éxito en forma pictórica!

Answer 5

Tal vez la teoría de la relatividad de Einstein entra en juego en el sentido de que el espacio-tiempo se entrelaza para crear una 4ta D, que se denomina “espacio-tiempo”. Posteriormente, la masa de la Tierra “forma hoyuelos” en este tejido espacio-temporal y, dado que el teorema de la gravedad de Einstein es solo el movimiento de un objeto, sigue las líneas cóncavas y curvilíneas de los hoyuelos. Dicho esto, si un objeto se dirige directamente a la tierra y la tierra no es estacionaria, el objeto es más apto para no realizar un impacto directo de algún grado.

Answer 6

Nunca me ha gustado este modelo, para empezar requiere gravedad para tirar la bola hacia abajo, también vemos otra bola rodando, es decir, un cambio en el tiempo cuando se supone que la gravedad es una distorsión del espacio-tiempo, y luego, ¿cómo puede un objeto estacionario experimentar? gravedad. Me gusta pensar en líneas de latitud en un globo terráqueo, yendo del polo sur al polo norte se está moviendo en el tiempo. Moverse horizontalmente a través del globo representa moverse a través del espacio. Dos puntos en el ecuador a cierta distancia separados caen uno en el otro a medida que avanzan en el tiempo hacia el polo norte, aunque no se mueven horizontalmente a través del espacio. Si colocas un objeto sólido entre ellos, chocan contra él y se presionan contra él a medida que avanza el tiempo, dale una patada a uno de ellos para que tengan un pequeño impulso en su única dimensión de espacio horizontal y vuelvan a estrellarse. más tarde, si su velocidad horizontal no es lo suficientemente rápida para salir del espacio de carrera que se está tirando debajo de la barrera del objeto con el progreso del tiempo vertical.

Answer 7

Esa imagen no se considera en absoluto precisa, al menos por nadie que tenga alguna opinión al respecto. Es solo una analogía imperfecta de uso común.

Answer 8

Creo que un análisis cuidadoso revelará que su inferencia no es correcta. Hay que tener en cuenta que el “hoyuelo” debe modelarse como creado por un punto en el centro de la masa de la tierra y el cuerpo real de la tierra estará entre el cuerpo que se aproxima y el punto hacia donde se dirige.

Como ya se señaló, como todas las analogías, esta no es perfecta y las demostraciones como la que se muestra a continuación tienen fallas, pero son útiles.

Answer 9

Se usa porque es una forma fácil de mostrar el hecho de que la masa desplaza el espacio y crea el efecto que llamamos gravedad a la audiencia más grande que no tiene el conocimiento de física para entender algo más complicado.

Answer 10

Esa es la mejor imagen que pueden presentar para mostrar al mundo.

Es la Tierra sentada en un plano 2D, cuando en realidad flota en el espacio-tiempo 4D, por lo que hay que extrapolar de la imagen que el espacio-tiempo a su alrededor está deformado de esa manera.