Si el espacio es real y se ve como un tejido del espacio-tiempo, ¿de qué está compuesto este tejido?

Answer 1

Si vuelas alto sobre una ciudad, solo ves una mancha gris. Acércate y podrás distinguir edificios. Incluso más cerca, y puedes ver personas, y piel. Acércate de cerca, y puedes ver las células, y luego las moléculas que forman esas células.

Las moléculas están formadas por átomos, y cada átomo parece un pequeño sistema solar, con un núcleo central de protones y neutrones con pequeños electrones en órbita alrededor. Ahora se sabe que estos protones, neutrones y electrones están formados por quarks.

Por el momento, ese parece ser el final de la línea, de acuerdo con nuestra tecnología actual. Pero, ¿qué encontraremos en el futuro, más allá de los quarks, a medida que profundicemos? Bueno, los físicos nos dicen que encontraremos arena, seda o espuma.

Al menos, eso es lo que dice Hans Christian Von Baeyer, profesor de canciller en la Facultad de William and Mary en Williamsburg en Virginia. Ha estado pensando en esto durante gran parte de esta vida laboral.

La materia y la energía parecen existir sobre un fondo de espacio y tiempo. Tenemos tres dimensiones de espacio (hacia atrás-adelante, izquierda-derecha y arriba-abajo) y una dimensión de tiempo (que normalmente se aleja a un segundo por segundo).

Fue Einstein quien nos dijo que el Espacio-Tiempo sí tiene una estructura. De hecho, si te acercas a un gran bulto pesado, como una estrella, la estructura de Espacio-Tiempo se curva por la masa de esa estrella. Y como resultado, otros objetos, como los planetas y las naves espaciales, caerán por ese espacio curvo hacia la estrella. El astrofísico, John Archibald Wheeler lo expresó muy bien cuando dijo: “la materia le dice al Espacio-Tiempo cómo curvarse, y el Espacio-Tiempo le dice a la materia cómo moverse”.

Ahora las cosas se ponen aún más raras cuando te sumerges en una escala muy pequeña, utilizando la mecánica cuántica. A Heisenberg se le ocurrió el Principio de Incertidumbre, que trata con el movimiento y la posición de partículas muy pequeñas. Dijo que no se pueden saber ambos con mucha precisión al mismo tiempo. Si conoces muy bien el movimiento de una partícula, su ubicación es por todo el lugar.

Ahora sabemos dos cosas acerca de la gravedad: el campo gravitatorio es llevado por pequeñas partículas llamadas gravitones, y el campo gravitatorio está casado con el espacio-tiempo. Entonces, el espacio-tiempo está relacionado con los gravitones (que son realmente pequeños), y así el espacio-tiempo tiene que ser realmente irregular a nivel microscópico.

La gran pregunta es, ¿qué tipo de “baches”?

En este momento, los físicos nos han dado tres teorías principales sobre lo que podríamos encontrar cuando construyamos pronto los instrumentos que nos permitan ver el Espacio-Tiempo en la microescala.

La primera teoría es “Arena” – pequeños bultos. La mecánica cuántica nos dice que la luz, la energía, la carga eléctrica, etc., vienen en pequeños bultos llamados cuantos. Así que la Teoría de la arena considera que cuando llegas al nivel microscópico, el Espacio-Tiempo será irregular, como pequeños granos de arena en una playa.

La segunda teoría es la “seda”. Probablemente has oído hablar de la teoría de cuerdas. Este no es el tipo de cadena que se usa para atar un paquete. Las cuerdas cósmicas son tubos pesados, unidimensionales, increíblemente pesados ​​de un antiguo vacío de alta energía.

Son tan pesados ​​porque tienen cosas del Big Bang atrapados dentro de ellos. De acuerdo con nuestra segunda teoría, estas cuerdas conforman el tejido del Espacio-Tiempo, al igual que miles de hilos pequeños hacen la seda.

Y la tercera teoría popular es “Suds”, también llamada “espuma cuántica” o “espuma del espacio-tiempo”. Aquí, el Espacio-Tiempo, justo en la pequeña escala, es un extraño mar burbujeante. Aquí, las cuatro dimensiones del Espacio-Tiempo serían tratadas como iguales, e incluso más extrañas, podrían intercambiar lugares. Así que “izquierda” podría convertirse en “derecha”, pero también podría convertirse en “ayer”. “Mañana” podría convertirse en “arriba” o “abajo”.

Las partículas grandes como el protón podrían ignorar este mar burbujeante, mientras que las partículas más pequeñas como el electrón (2000 veces más pequeñas) se desplazarían sin control como la madera flotante en un mar cruel.

Hasta ahora he hablado “Teoría”, así que déjame hablar “Experimento” por unos momentos. En este momento, los físicos están desarrollando una máquina llamada LIGO – Interferómetro láser Observatorio de ondas gravitacionales. Su trabajo principal es buscar ondas de gravedad, que hasta ahora, nunca hemos medido.

Pero definitivamente sabemos que las ondas de gravedad existen. Los científicos ganaron un Premio Nobel por descubrirlos hace unos años. Miraron un par de estrellas de neutrones muy densas, girando alrededor de su centro de gravedad común.

Estas estrellas de neutrones avanzan lentamente en espiral hacia ese centro común. A medida que lo hacen, irradian energía exactamente a la velocidad que las ondas gravitacionales predichas deben transportarla. Así que sabemos que existen las ondas gravitacionales.

Resulta que las máquinas LIGO posiblemente sean lo suficientemente sensibles para probar si el espacio-tiempo está hecho de espuma espumosa.

Pero si están equivocados, tendremos que esperar futuros experimentos para decirnos si el Universo es arenoso, sedoso o jabonoso.

Fuente: http://www.abc.net.au/science/ar…

Espero que esto ayude.

Answer 2

Err, pero no hay una cosa “real” llamada espacio en la imagen del espacio-tiempo. Spacetime es, en última instancia, solo historia y consiste puramente en eventos, fin de historia. Esa es la respuesta corta.

La respuesta más larga comienza con el hecho de que la razón para dar a la historia un nombre más sofisticado es enfatizar que los eventos están conectados por una geometría de su propia clase, de la cual la geometría espacial regular es solo una sombra indirecta.

Y lo que es importante en la geometría del espacio-tiempo es la causalidad, para la cual los relojes son un proxy. Específicamente, los relojes en relatividad son odómetros de espacio-tiempo, que miden una cantidad similar a la distancia llamada intervalo de espacio-tiempo. SI se da mediante una fórmula análoga a la de la distancia del odómetro en la geometría del plano 2D regular (a su vez, relacionada con el teorema de Pythagorus), pero con cambios de signos clave. Y debido a los signos negativos en la fórmula SI solo está bien definido (real en lugar de imaginario) para desplazamientos “temporales” en el espacio-tiempo, es decir, aquellos dentro del cono de Luz del evento actual.

Esto tiene dos implicaciones. Primero, el espacio-tiempo no viene pre-cortado en instantes de tiempo. Lo hacemos así, errado, por los viejos tiempos, para poder reutilizar conceptos familiares, pero los eventos que conforman un instante no tienen nada directamente en común. Por el contrario, están causalmente desconectados entre sí por grandes márgenes. Y SR no solo permite, sino que exige diferentes ángulos de corte. En términos de la imagen del cono de luz, cada ángulo posible de corte a través del evento central que no se interseca con los conos de luz pasados ​​o futuros se define como un instante para algunos marcos de medición.

Segundo, el espacio-tiempo no viene pre-dividido en cadenas que representan la historia de puntos particulares en el espacio. Nuevamente, lo dividimos de esa manera por conveniencia, pero no tiene importancia física. Eso es realmente lo que significa decir que no hay éter. No es que los puntos / átomos en el espacio, o en el éter, tengan valores de campos eléctricos y magnéticos, y que estos puntos / átomos tengan historias; más bien, los eventos tienen valores de campos eléctricos y magnéticos directamente.

Answer 3

Es una gran pregunta. Muchos todavía están pensando en ello.

Puedo ofrecerte mi opinión. Se necesita una gran cantidad de pensamiento para desarrollar el concepto. Pero no lo encontrarás en los libros. No es parte de ninguna teoría actual. Tampoco espero que nadie esté de acuerdo. Es probable que no lo entiendas.

El vacío es espacio cuantizado. Con una ligera presión positiva. Sin cargo. Todos los puntos son iguales. Normalmente distribuidos uniformemente, como puede describirse mejor como un súper fluido o rejilla. Con una ligera vibración que no es direccional. Todas las partículas en el modelo estándar son energía en este espacio. Las partículas no poseen espacio. Más bien son estructuras complejas de energía ondulada en este medio elástico. También lo son todos los tipos de campos cuya configuración está directamente relacionada con su partícula de origen. Las oscilaciones varían en periodo y longitud. La energía de oscilación es diferente de la energía vibratoria de los cuantos. Porque la energía de oscilación es siempre conservadora pero relativa al área (interacción con otras partículas). No, no necesitan tocar. Todas las partículas se componen de nodos compresivos y partes de energía de onda.

Te dije que no tendría sentido a primera vista.

Lo siento. No quiero sonar malvado o condescendiente. Esa no es mi intención.

Vamos a intentarlo con una analogía. Suponiendo que hay espacio quanta. En otras palabras, suponga que el espacio está formado por muchas “partículas” espaciales que se mueven de manera independiente. Comprrssible Así que el espacio puede expandirse. Lo que significa que la distancia media entre espacio quanta aumenta. Al hacerlo, la energía cambia la longitud de onda. Por lo tanto, los fotones se desplazan al rojo con el tiempo y se vuelven menos energéticos en un universo en expansión.

Espero que te entiendas el concepto. Como el sonido no es una partícula, es energía en un medio (un gas). Así que todas las partículas en el modelo estándar son energía del medio espacial.

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Answer 4

El “tejido” del espacio-tiempo se compone de dos componentes.

El primero se conoce como “espacio”.

El segundo se llama “tiempo”.

La “tela del espacio-tiempo” es una metáfora, utilizada para dar a los laicos una imagen mental simplificada de algo que en realidad se describe mejor con las matemáticas. En realidad no es un tejido.

Answer 5

¿Por qué es que todos quieren que las abstracciones estén “compuestas de” algo? Creo que esto requiere una extensión de [Transcripción] Richard Feynman en Preguntas de por qué para cubrir las preguntas de “¿De qué está hecho?”. El mismo principio general, creo.