¿Qué es la curvatura del espacio-tiempo? ¿Cómo se prueba la curvatura del espacio-tiempo?
Curvatura del espacio-tiempo
La curvatura del espacio-tiempo incluye el tiempo y el espacio. Podemos entender que el "espacio" no es más que una forma material objetiva. Si la forma material es curva, está dentro del alcance de la imaginación razonable; pero el "tiempo" es sólo un concepto abstracto. ¿Es curvo un concepto abstracto? Esto parece ridículo. ¿Cómo entenderlo?
La curvatura del espacio-tiempo significa que en la teoría general de la relatividad de Einstein, el espacio-tiempo (espacio-tiempo) estará curvado debido a la existencia de la materia. La curvatura del espacio-tiempo es el resultado de. la masa (energía) y la gravedad es una manifestación de la curvatura del espacio-tiempo.
Podemos doblar un palo o un trozo de papel mediante una fuerza externa. Desde este punto de vista, "doblar" es una palabra común en física.
El grado de curvatura depende de la longitud del radio del material. Cuanto más corto es el radio, más fuerte es la curvatura; cuanto más largo es el radio, más se acerca a una línea recta. Es como la diferencia entre el baloncesto y la tierra.
Normalmente solemos pensar que el camino de la luz se propaga en línea recta. Sin embargo, existe una anomalía en el universo: cuando los rayos del sol atraviesan estrellas distantes, son desviados.
Es decir, la luz no se propaga en línea recta, sino que cambia según la dirección de la gravedad. Y la "curvatura espacio-temporal" incluye la curvatura del tiempo y el espacio. Hemos hecho esta pregunta antes: no hay nada malo con la curvatura física, pero ¿cómo se crea la curvatura del tiempo?
Distorsión del tiempo
El tiempo es una manifestación del movimiento eterno, la continuidad y la secuencia del cambio de la materia, incluidos los dos conceptos de tiempo y período de tiempo.
El tiempo es un concepto abstracto, invisible pero en todas partes. Generalmente creemos que antes del nacimiento del universo (o antes del Big Bang), el "tiempo" no existía;
Los seres humanos generalmente medimos los cambios en el tiempo en forma de relojes, pero en la Tierra, a menudo calculamos cada cambio en términos de minutos, horas, días, meses y años. Por ejemplo, el período de rotación de la Tierra es de un día y su período de revolución es de un año. Pero cuando se trata de doblar el tiempo, ¿cuál es el concepto?
La deformación del tiempo generalmente existe al mismo tiempo que la deformación del espacio. Cuando un objeto se mueve casi a la velocidad de la luz debido a un fuerte campo gravitacional, el tiempo también cambia.
El tiempo no es un concepto material objetivo, por lo que "distorsión del tiempo" no se refiere a la distorsión de formas objetivas, sino que representa la distorsión del espacio provocada por los intervalos de tiempo, que es lo que entendemos como "distorsión del tiempo". ", o también puede entenderse como desorden del tiempo.
En el universo, toda la materia tiene diferencias de masa, y estas diferencias de masa darán lugar a diferencias de gravedad.
En general, cuanto mayor es la gravedad, más lenta es la pérdida de tiempo, por lo que la distorsión del tiempo es más fuerte. Ésta es una de las principales razones por las que los científicos creen que el espacio y el tiempo pueden viajar en los agujeros negros.
Flexión por gravedad
Acabamos de decir que hay situaciones en el universo en las que “la luz no se propaga en línea recta”. Es decir, debido a la gravedad de la galaxia o cuerpo celeste, la luz se desvía cuando llega a los alrededores.
Einstein utilizó principios matemáticos para demostrar que el espacio y el tiempo pueden doblarse alrededor de los objetos. Cuando un objeto es muy masivo (como un agujero negro), su gravedad es más fuerte, lo que puede hacer que cambie la trayectoria de cualquier cosa que lo atraviese, incluida la "luz". Este fenómeno se llama "curvatura del espacio-tiempo".
En la teoría general de la relatividad, Einstein llamó a la existencia de la materia un "campo gravitacional", que es la principal razón de la curvatura del espacio y el tiempo. En el universo, la gravedad está en todas partes, por lo que la luz en el universo nunca viaja en línea recta.
Pero ¿de dónde viene la gravedad? ¿Existe realmente? Esta es una nueva pregunta planteada por Einstein.
Ya sea una pluma o una bola de hierro, dada la misma velocidad inicial en un ambiente de vacío, las órbitas bajo la influencia de la gravedad se superpondrán completamente.
Por tanto, Einstein creía que no existe la gravedad, sino otra "fuerza" que provoca cambios en la trayectoria de los objetos, y que el tamaño de esta fuerza es proporcional a la masa del material. Esto también lo propuso. famoso "efecto de curvatura espacio-temporal". Pero ¿cómo demostrar la existencia de la curvatura espacio-temporal?
La racionalidad de la existencia del tiempo y la curvatura del espacio
A menudo vemos tramas similares al viaje en el tiempo en algunas películas de ciencia ficción, pero si se aplican a la vida real, inevitablemente se sentirán absurdas. . Pero, de hecho, la curvatura del espacio-tiempo también es científica.
Además de la prueba teórica anterior, en la vida real también podemos encontrar ejemplos de campos gravitacionales que provocan que el espacio-tiempo se doble, como por ejemplo los eclipses solares totales.
A principios del siglo XIX, un equipo de observación liderado por Eddington y Dyson observaron un eclipse solar total y descubrieron que cuando la luz de estrellas distantes atraviesa el sol, se desvía debido al fuerte campo gravitacional del sol. sol, provocando cambios en la posición de la imagen final de la estrella.
Esto demuestra la exactitud de la conjetura de la teoría de la relatividad de Einstein y también demuestra que la curvatura del espacio-tiempo de hecho puede existir.
Las cuestiones sobre el universo y el espacio-tiempo son muy complejas. Si la curvatura del espacio y el tiempo y el cambio en el paso del tiempo están realmente relacionados con la calidad y la posición de la materia, entonces hagamos una suposición audaz: si el nivel tecnológico de los seres humanos se desarrolla hasta cierto nivel algún día, ¿será posible viajar a través del tiempo y el espacio?