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¿Por qué el espacio-tiempo de la curvatura de la causa de la gravedad?

Es bueno decir que para un objeto volando de un objeto masivo, el espacio-tiempo es curvo por el objeto masivo, y por lo que el objeto volador pasado sigue la trayectoria curva de la línea geodésica, por lo que "aparece" experimentar la aceleración de la gravedad. Qué nos dicen también junto con él, de que el objeto volador pasado en realidad exeriences NO hay fuerza de atracción hacia el objeto masivo? Es sólo después de que el espacio-tiempo geodésica de la curva, mientras que experimenta NINGUNA fuerza de atracción?

Ahora viene el otro problema: Suponiendo que dos objetos están en reposo con respecto a cada uno de los otros, es decir, que no están siguiendo a cualquier espacio-tiempo geodésica. Entonces, ¿por qué será que la experiencia de la atracción gravitacional de uno hacia el otro? E. g. ¿por qué una manzana al caer a la tierra? ¿Por qué no se encuentran en su posición original, alto sobre la tierra? ¿Cómo funciona la curvatura del espacio-tiempo la causa que se experimenta una fuerza de atracción hacia la tierra, y ¿por qué tenemos que ejercer una fuerza en sentido inverso para evitar que se caiga? ¿Cómo funciona la curvatura del espacio-tiempo la causa de esto?

Cuando la manzana fue detatched desde la rama del árbol, estaba estática, por lo que no tiene que seguir ningún geodésica de la curva. Así que no podemos decir simplemente que cayó a la tierra ya que su curva geodésica pasa a través de la tierra. ¿Por qué el espacio-tiempo de la curvatura de la causa que se empiecen a mover en el primer lugar?

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mpv Puntos 2937

Para comprender realmente este debe de estudio de la geometría diferencial de geodesics en la curva spacetimes. Voy a tratar de dar una explicación simplificada.

Incluso los objetos "en reposo" (en un determinado marco de referencia) se mueve a través del espacio-tiempo, debido a que el espacio-tiempo no es sólo el espacio, sino también el tiempo: apple está "envejeciendo" - moverse a través del tiempo. La "velocidad" a través del espacio-tiempo es llamado cuatro de velocidad y siempre es igual a la velocidad de la luz. El espacio-tiempo en el campo de gravitación es curva, de modo que el eje de tiempo (en términos simples) ya no es ortogonal al espacio de los ejes. La manzana de mover primero sólo en el momento en que dirección (es decir, en reposo en el espacio) empieza a acelerar en el espacio gracias a la curvatura (la "mezcla" de espacio y tiempo ejes) - la velocidad en el tiempo se convierte en velocidad en el espacio. La aceleración sucede porque el tiempo fluye más lento cuando el potencial gravitacional es decreciente. Apple se está moviendo más en el graviational campo, por lo que su velocidad en el tiempo "dirección" está cambiando (como el tiempo se hace más lento y más lento). El cuatro de velocidad se conserva (siempre igual a la velocidad de la luz), por lo que el objeto debe acelerar en el espacio. Esta aceleración tiene la dirección de la disminución de gradiente gravitacional.

Editar - con base en los comentarios me he decidido a aclarar lo de las cuatro de la velocidad es:

4-la velocidad es un vector, es decir, un vector con 4 componentes. El primer componente es la "velocidad a través del tiempo" (¿cuánto de la coordenada de que transcurra el tiempo por 1 unidad de tiempo adecuado). El resto de los 3 componentes que son el clásico de vectores de velocidad (velocidad en las 3 direcciones espaciales).

$$ U=\left(c\frac{dt}{d\tau},\frac{dx}{d\tau},\frac{dy}{d\tau},\frac{dz}{d\tau}\right) $$

Cuando se observa de la manzana en su marco del resto (la manzana está en reposo cero de la velocidad espacial), el conjunto de la 4-velocidad está en la velocidad a través del tiempo". Esto es debido a que en el marco del resto de las coordenadas de tiempo es igual al tiempo apropiado, por lo $\frac{dt}{d\tau} = 1$.

Cuando se observa la manzana de algún otro marco de referencia, donde la manzana se está moviendo a la velocidad, la coordinación del tiempo ya no es igual al tiempo apropiado. La dilatación del tiempo provoca que no es menos adecuado del tiempo medido por la manzana que el tiempo transcurrido en la coordinación del tiempo (el tiempo de la manzana es más lento que el tiempo en el marco de referencia desde el que estamos observando la manzana). Así, en este marco, la "velocidad a través del tiempo" de la manzana es más que la velocidad de la luz ($\frac{dt}{d\tau} > 1$), pero la velocidad a través del espacio también está aumentando.

La magnitud de la 4-velocidad siempre es igual a c, porque es un invariante (no depende de la elección del marco de referencia). Se define como:

$$ \left\|U\right\| =\sqrt[2]{c^2\left(\frac{dt}{d\tau}\right)^2-\left(\frac{dx}{d\tau}\right)^2-\left(\frac{dy}{d\tau}\right)^2-\left(\frac{dz}{d\tau}\right)^2} $$

Observe los signos menos en la expresión de estos provienen de la métrica de Minkowski. Los componentes de la 4-velocidad puede cambiar cuando se cambia de un marco de referencia a otro, pero la magnitud permanece sin cambios (todos los cambios en los componentes de "cancelar" en la magnitud).

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zekel Puntos 331

Cuando la manzana fue detatched desde la rama del árbol, estaba estática, por lo que no tiene que seguir ningún geodésica de la curva.

Incluso cuando está en reposo en el espacio, el apple todavía los avances en el espacio-tiempo. Aquí es una visualización de la manzana que cae en distorsiona el espacio-tiempo:

http://www.youtube.com/watch?v=DdC0QN6f3G4

17voto

En cuanto al primer párrafo, de la gravedad se muestra como desviación geodésica; inicialmente paralelo geodesics no permanecen paralelos.

Ya que, por una caida libre de partículas, el de la aceleración (la lectura de un acelerómetro conectado a la partícula) es cero, es correcto decir que una partícula cuya worldline es una geodésica no tiene adecuada de aceleración.

Pero no es correcto decir que una caida libre de partículas no tiene ningún coordinar la aceleración.

En cuanto al segundo párrafo, si una partícula wordline es no una geodésica, la partícula se tiene una adecuada aceleración de la partícula del acelerómetro se no una lectura de cero. Dos partículas que están impidiendo que caigan hacia los otros tendrán peso.

En cuanto al tercer párrafo, creo que usted necesita para enfocar su concepción de worldines y geodesics. Si una partícula existe, tiene un worldline y la worldline de una partícula que está libre de caer es una geodésica incluso si la partícula está momentáneamente inmóvil.

13voto

hova Puntos 2222

No todo lo que se necesita para seguir geodésica curvatura del espacio-Tiempo disponible para ello. Con la fuerza externa, puede evitar que una partícula a partir de la siguiente curvatura del espacio-Tiempo. Sólo "libremente" la caída de partículas siguen curvatura del espacio-Tiempo disponible para ellos. Así, cuando vemos un objeto estacionario no seguir curvatura del espacio-Tiempo, es debido a una fuerza externa es la prevención de ir a la inercia de la trayectoria de... los Medios, no está en "Caída Libre".

Vienen a Apple: En términos de espacio-Tiempo, nada está en reposo. Una Manzana, cuando está conectado con el árbol, también está en movimiento. Pero, el movimiento de existir completamente en el tiempo con cero componente espacial. Este movimiento NO es de acuerdo a la curvatura del espacio-Tiempo disponible para hacerlo, porque las fuerzas externas celebración de la raíz de Apple oponerse a nivel microscópico. Cuando estas fuerzas externas dejar de trabajar, Apple comienza a seguir curvatura del espacio-Tiempo que convierte el componente de tiempo de movimiento para el componente espacial. Por eso Apple, la aceleración es meramente inercial de movimiento. Usted puede ver la eliminación de la componente de tiempo de movimiento en Gravitational Time Dilation.

4voto

Jeroen Dirks Puntos 2515

Imagínese que usted está en el hemisferio norte de la Tierra (suponiendo que es una esfera perfecta).

Ahora ve al norte con velocidad constante: se puede ir en dirección norte, usted no necesita para dirigir.

Ahora vaya al este con velocidad constante: esto es algo diferente ahora, con el fin de permanecer en la misma latitud del círculo debe conducir hacia el norte constantemente. Si usted no ve por qué, intenta imaginar que estás haciendo en el 89° de latitud círculo. Si usted deja de dirección, de comenzar a ir "directamente" a lo largo de una geodésica y "caer" hacia el ecuador.

Esta corrección de la fuerza depende de donde se está y hacia dónde va (y desea permanecer en un "coordenadas-recta" ruta de acceso), es lineal en el mapa que se asigna su velocidad en vigor. Se llama Christoffel-símbolos. Es una propiedad de su elección de sistema de coordenadas y la geometría del espacio-tiempo.

Ahora en realidad en la Tierra está en un sistema de coordenadas donde las coordenadas dadas por la latitud, la longitud y la altitud y el tiempo. 4-la velocidad en el espacio-tiempo es constante $c$. Si te quedas quieto, ir directamente en el momento en que dirección. Pero en el fin de mantener este cuatro de velocidad, sientes una fuerza hacia arriba desde el suelo, este es el efecto de Christoffel-símbolos. Si usted pierde el piso de su trayectoria en el espacio de tiempo será de una geodésica y que se caiga.

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