espacio-tiempo

Una mirada más cercana

La teoría de la Relatividad General de Albert Einstein, publicada en 1915, extendió su teoría de la Relatividad Especial a los sistemas que se están acelerando. Una de las causas principales de la aceleración en el universo es la gravedad, y Einstein demostró que los efectos de la aceleración son en realidad los mismos que los de la fuerza de gravedad; de hecho, son localmente indistinguibles. Por ejemplo, tanto en un cohete que acelera en el espacio como en un cohete que está parado en su plataforma de lanzamiento en la Tierra, los astronautas son empujados de nuevo a sus asientos. A diferencia de la física newtoniana, que ve la gravedad como una fuerza de atracción entre todos los cuerpos del universo, la Relatividad General describe el universo en términos de un tejido continuo espacio-tiempo que está curvado por masas ubicadas dentro de él. En el continuo espacio-tiempo de la Relatividad General, los eventos se definen en términos de cuatro dimensiones: tres de espacio y una de tiempo, con una coordenada para cada dimensión; nos “movemos » continuamente a lo largo de la dimensión del tiempo. ¿Qué significa, sin embargo, que el espacio-tiempo sea curvado? Una forma de conceptualizar esto es imaginar un espacio-tiempo bidimensional, con una dimensión espacial y una dimensión temporal. Pero en lugar de un plano infinito, imagine un tubo, con la posición de un objeto en el tiempo definida por una coordenada de longitud a lo largo del tubo, y la posición en el espacio por una coordenada alrededor de la circunferencia del tubo. Un objeto que viaja uniformemente a través del espacio describe una hélice a lo largo de este tubo, que eventualmente regresa a su posición de coordenadas espaciales de inicio, pero en un momento diferente. (Es una pregunta abierta en cosmología si nuestro universo tiene una curvatura similar en tres dimensiones; si es así, viajar en una dirección el tiempo suficiente te devolvería a donde empezaste. Una consecuencia importante de la noción de espacio-tiempo curvado es que la curvatura debe afectar a todo movimiento; por lo tanto, incluso la luz, que no tiene masa, debe seguir un camino curvado donde la gravedad haya deformado el espacio-tiempo. Una importante verificación de esto, que fue noticia en todo el mundo, tuvo lugar durante un eclipse solar el 29 de mayo de 1919, cuando se observó que la luz de las estrellas cercanas al Sol se doblaba en un ángulo exactamente predicho por la curvatura esperada del espacio-tiempo cerca del Sol masivo. En principio, el espacio-tiempo puede ser deformado tan fuertemente por una masa enorme que cualquier radiación emitida por la masa se curva de nuevo y no puede escapar. Se cree que estas enormes masas existen como agujeros negros.

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