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Es la superficie de una pesada esfera más grande que $4 \pi r^2$ debido a la relatividad general?

Yo estoy lamentablemente no familiarizado con las matemáticas detrás de la relatividad general. Sin embargo, en un pesado planeta (por ejemplo una esfera) la fuerza de la gravedad curva el espacio-tiempo de una manera que un objeto inicialmente en reposo, va a experimentar a lo largo del tiempo, más y más de su dimensión de tiempo como un espacio de dimensión hacia el planeta, por lo tanto haciendo que se acelere hacia el planeta. (Video: https://www.youtube.com/watch?v=jlTVIMOix3I )

Si me generalizar esta línea de pensamiento conceptual, esto significaría que en la superficie del planeta, hay más espacio (y menos) que un observador externo, asumiendo un plano espacio-tiempo sería de esperar.

Es esto correcto? Es la superficie de un pesado esférica planeta más grande que la de $4 \pi r^2$? Esto parece coincidir con la hoja de goma de la visualización de la curva el espacio-tiempo, que muestran una negativa a la curvatura del espacio alrededor de objetos pesados. También parece coincidir con la idea de que el tiempo se ralentiza la caída en un agujero negro, mientras que el espacio tiende a ir hasta el infinito.

Pero esta línea de pensamiento correcto?

Porque yo también estoy inclinado a pensar que el todo dimensión de tiempo se están convirtiendo en el espacio en dirección hacia el planeta. Por lo tanto, hay más espacio alrededor de objetos pesados, pero no en una dirección perpendicular a la dirección de la gravedad. Por lo tanto, la superficie de un planeta esférico todavía sería exactamente $4 \pi r^2$, ya que todos los vectores normales a la superficie son paralelas a la dirección de la gravedad.

Así que, si me iba a tirar de una cuerda a través del planeta y medir su longitud $2r$, y la medida de la superficie del planeta, $A$ caminando en el planeta, $A>2\pi r^2$. Sí?

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Patman Puntos 180

Sí. La distancia radial de medir no jive como usted se mueve hacia el exterior. En otras palabras, si usted se muda fuera por menos de 100 km de la superficie no será 4π(R + 100km)2, pero un poco menos.

Hay dos 'r' aquí. Uno es la distancia recorrida en el viaje desde el centro a la superficie (es decir, "r"), el otro está determinada por la medición de la zona del planeta y el uso de la 4nR2 de la regla. Estos no serán iguales que en espacio plano. r será mayor que la de R.

O es que este es exactamente al revés de lo que usted está pensando? Creo que depende de que r está utilizando en su pregunta.

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Todd White Puntos 4257

Respuesta corta es (al menos de acuerdo a GR): a pesar del hecho de que su razonamiento no es riguroso, se llegó a la conclusión correcta.

Puede ser visto matemáticamente. Tomar uno de los idealizada soluciones de GR (el más simple es la métrica de Schwarzschild) y evaluar la integral sobre la esfera con la radial coordinar $r$. Luego de integrar la distancia de $0$ $r$- el radio de la esfera (se nota que no es igual a $r$ desde la coordenada radial no es físico, es tan solo una cantidad presentamos). Comparar estos resultados, y esto le llevará a la misma conclusión.

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