¿Por qué podemos observar la curvatura/deformación del espacio?

Question

No entiendo por qué somos capaces de ver y medir la curvatura / deformación del espacio en absoluto.

El espacio, tal y como yo lo entiendo, determina las distancias entre los objetos, así que si el espacio se "comprimiera" o deformara, ¿no deberían comprimirse o deformarse las distancias del mismo modo (como si se arrugara una hoja de papel)?

Entonces, sin embargo, nuestras unidades de medida y marcos de referencia deberían comprimirse igualmente, de modo que no debería haber cambios visibles en nuestra cognición.

Esto también descartaría los impulsores factoriales, a menos que formen algún agujero de gusano en el hiperespacio (análogo a dos puntos que se tocan en la hoja de papel arrugada)...

¿Qué me falta?

Answer 1

La curvatura afecta al modo en que los objetos del universo se mueven e interactúan entre sí, y estos efectos pueden medirse.

Tomemos, por ejemplo, el fenómeno de las lentes gravitacionales. Dado que la curvatura del espaciotiempo puede desviar la trayectoria de la luz, podemos observar la luz procedente de objetos que se encuentran directamente detrás de otros objetos. He aquí un bonito foto .

Otro ejemplo: los planetas orbitan alrededor del Sol y entre sí debido a la curvatura del espaciotiempo, y podemos medir estos efectos. En concreto, podemos medir el periodo de la órbita de un determinado planeta y compararlo con lo que la relatividad general nos dice que será el periodo dado que el sol curva el espaciotiempo de una forma determinada.

Cuando medimos la curvatura, no vamos literalmente a un punto lejano del espacio, colocamos allí relojes y reglas y "medimos" cuánto se deforma el espaciotiempo contando los segundos y los tics de la regla. Hacemos predicciones sobre cómo la curvatura debería dar lugar a ciertos fenómenos, y luego comprobamos esas predicciones.

Answer 2

No entiendo por qué somos capaces de deformación del espacio.

La superficie de la Tierra es curva y esto se puede observar a través del gran número de imágenes de la Tierra desde el espacio que existen en la actualidad.

Sin embargo, la curvatura de la superficie también puede "verse" mediante mediciones en la propia superficie.

Por ejemplo, si se parte del Polo Norte y se viaja en "línea recta" (un gran círculo) hasta el ecuador, luego se desplaza hacia el este a lo largo del ecuador durante un cuarto de la circunferencia, y luego se desplaza hacia el Norte (siempre a lo largo de un gran círculo), se llegaría finalmente al punto de partida en el Polo Norte.

Pero mira, ¡se habría formado un "triángulo" con los ángulos interiores sumando 270 grados! Esta es una de las formas en que intrínseco se mide la curvatura.

En pocas palabras, la curvatura intrínseca se caracteriza matemáticamente por la Tensor de curvatura de Riemann y observado vía desviación geodésica .

Answer 3

La Relatividad General trata de la curvatura del Espaciotiempo, no sólo de la curvatura del Espacio. No se puede ignorar el tiempo porque los relojes se ven afectados en todo el universo. Los sucesos espaciotemporales son lo que medimos y son independientes de los observadores.

Ahora, vayamos al grano: Estás preguntando por qué somos capaces de medir los efectos de la curvatura del Espaciotiempo de forma clásica cuando los marcos de referencia también se ven afectados por la curvatura del Espaciotiempo.
Respuesta sencilla: Cualquier curvatura específica del Espaciotiempo no afecta a todo uniformemente en todo el universo. Marte no se ve afectado de la misma manera que nuestro marco de referencia en la Tierra se ve afectado por el Sol (ignorando la curvatura debida a la Tierra e innumerables otras cosas para simplificar).