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¿Cómo se relaciona la idea de Rovelli sobre el tiempo y la gravedad con la inercia?

En "El orden del tiempo" (pg 12-13) Rovelli dice

"Si las cosas caen, se debe a esta ralentización del tiempo. (cerca de una masa) Donde el tiempo transcurre uniformemente, en el espacio interplanetario, las cosas no caen. Flotan, sin caer..."

Así que Rovelli propone que la gravedad es causada por la ralentización del tiempo; una hipótesis razonable.

Einstein dijo "Principio de Equivalencia. La inercia y la gravedad son fenómenos idénticos en la naturaleza". Declaración de Einstein

Tengo dos preguntas, Primero, ¿la teoría de Rovelli sobre la ralentización del tiempo como causa de la gravedad está razonablemente aceptada en la comunidad científica?

En segundo lugar, si la respuesta a la pregunta anterior es afirmativa, ¿cómo se relaciona el tiempo con la inercia? Me parece que debe haber una fuerte relación entre ambos.

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Kevin Zhou Puntos 1670

Sí, para los campos gravitatorios débiles el campo gravitatorio es causado por la dilatación del tiempo dependiente de la posición. Esta no es la teoría de Rovelli, es perfectamente la relatividad general estándar que se encuentra en muchos libros. Es simplemente cómo la relatividad general devuelve la gravedad newtoniana.

Para ver esto matemáticamente, observe que para una partícula que se mueve lentamente la ecuación geodésica es $$\frac{d^2 x^i}{d \tau^2} = - \Gamma^i_{00}$$ Suponiendo que la métrica no depende del tiempo, $$\Gamma^i_{00} = - \frac12 g^{i\lambda} \partial_\lambda g_{00}.$$ Asumiendo que la métrica es casi plana, $g_{\mu\nu} = \eta_{\mu\nu} + h_{\mu\nu}$ donde $h_{\mu\nu} \ll 1$ obtenemos $$\frac{d^2 x^i}{dt^2} = \frac12 \partial_i h_{00}.$$ Esto es sólo la gravedad newtoniana en el potencial gravitacional $-h_{00}/2$ . Dado que el componente métrico $g_{00}$ determina lo rápido que transcurre el tiempo adecuado, hemos establecido la afirmación de Rovelli.

Intuitivamente, dadas las posiciones y los tiempos inicial y final, una partícula en caída libre irá entre ellas en la trayectoria que minimice el tiempo propio, es decir, la cantidad de envejecimiento que experimenta la propia partícula. El envejecimiento se produce más rápidamente en las regiones con mayor $h_{00}$ . Por otra parte, el envejecimiento se produce más lentamente cuando se está en movimiento, por lo que la partícula no puede saltar instantáneamente a regiones con mayor $h_{00}$ . Cuando se hacen las cuentas, resulta que la partícula se compromete acelerando hacia esas regiones, dando la gravedad newtoniana.

La inercia y la gravedad son fenómenos idénticos en la naturaleza. [...] En segundo lugar, si la respuesta a la pregunta anterior es afirmativa, ¿cómo se relaciona el tiempo con la inercia?

No mucho. El punto es que la fuerza gravitacional es $$\mathbf{F} = m \mathbf{g}$$ donde $m$ es el mismo $m$ que se produce en $\mathbf{F} = m \mathbf{a}$ . La inercia y la gravedad están relacionadas porque estas dos $m$ son iguales, asegurando que todas las masas reciben la misma aceleración $\mathbf{a} = \mathbf{g}$ que hemos demostrado anteriormente. La gravedad y el tiempo están relacionados porque la dilatación gravitacional del tiempo determina $\mathbf{g}$ como también hemos demostrado anteriormente. Así que tanto la "inercia" como el "tiempo" están relacionados con la " $m$ " y " $\mathbf{g}$ " en $\mathbf{F} = m \mathbf{g}$ respectivamente, no entre sí.

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