El tiempo tiende a disminuir la velocidad cerca de los objetos con grandes cantidades de masa positiva en relación con los observadores en la microgravedad. Considerando que la masa negativa es lo opuesto a la masa normal y que el tiempo tiende a acelerarse cerca de un cuerpo de masa negativa en relación con los observadores en microgravedad
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
JRT
Puntos
97
No hay una respuesta sencilla a su pregunta porque la masa negativa resulta bastante extraña cuando intentamos usarla en relatividad general.
Si tomamos el agujero negro estático descrito por la métrica de Schwarzschild, entonces la dilatación del tiempo para un observador a una distancia $r$ está dada por:
$$ \frac {d \tau }{dt} = \sqrt {1 - \frac {2GM}{c^2r}} \tag {1} $$
y desde que $M \gt 0$ tenemos $d \tau < dt$ es decir, el tiempo es más lento para el observador cerca del agujero negro. Podrías pensar que podríamos poner un valor negativo para $M$ en la ecuación, y si lo hiciéramos entonces tendríamos $d \tau > dt$ así que el tiempo sería más rápido cerca del agujero negro (negativo). Excepto que resulta que la geometría de Schwarzschild con una masa negativa es perturbadoramente inestable, por lo que la ecuación (1) no es fiable.
Este es el problema con tu pregunta. La tentación es sólo responder que el tiempo sí se acelera cerca de la masa negativa, pero hacer esto riguroso es más difícil de lo que parece. Tal y como está, creo que tu pregunta no tiene sentido, ya que tendrías que especificar con mucho más detalle exactamente qué sistemas físicos estabas considerando. Y por supuesto muchos de nosotros tomaríamos la posición de que la masa negativa no existe, así que la pregunta no es en ningún caso más que jugar con un poco de matemáticas físicamente irrelevantes.
SBWorks
Puntos
245
Recuerda en la mecánica newtoniana cuando podías escribir $ \vec F=m \vec a$ o podrías escribir $F= \mathrm d \vec p/ \mathrm d t$ y todo estaba bien.
Pero luego cuando estudiaste la relatividad descubriste $m \vec a \neq\mathrm d \vec p/ \mathrm d t$ así que tuviste que tomar una decisión. No podían igualar la fuerza.
Lo mismo ocurre con la masa negativa. Tienes un montón de fórmulas que solían ser equivalentes y que ahora no lo son. Y diferentes personas pueden elegir diferentes como las que quieren mantener y tener sus propias consecuencias para una masa negativa.
Por ejemplo, ¿la masa negativa significa energía negativa? Si la energía viene dada por $$E= \sqrt {(mc^2)^2+( \vec p c)^2}$$ entonces sigue siendo positivo, incluso cuando la masa es negativa. Y si el impulso viene dado por $ \vec p= \vec v E/c^2$ que es la única fórmula correcta que funciona para masa cero, entonces un objeto de masa negativa con energía positiva seguirá teniendo el momento y el punto de velocidad en la misma dirección. En realidad es un poco tonto si alguien usa una fórmula que no funciona para masa cero para afirmar que sabe lo que sucede para la masa negativa.
Así que puede ser que la masa negativa sea bastante aburrida, y que todo lo interesante ocurra cuando tienes energía negativa. Y si observas la relatividad general con cuidado, la masa ni siquiera aparece en la ecuación de Einstein. Aparecen la energía, el impulso, el estrés y la curvatura.
Así que la respuesta es que cuando tratamos con energía positiva, muchas fórmulas diferentes son equivalentes que no son equivalentes cuando tratamos con masa negativa y positiva. Así que sin experimentos o buenas razones teóricas para elegir algún subconjunto de estas muchas fórmulas que ya no son equivalentes, las palabras "masa negativa" significarán cosas diferentes para diferentes personas.
John Duffield
Puntos
4475
¿Se aceleraría el tiempo cerca de un gran cuerpo de masa negativa en relación con los observadores en microgravedad?
Lo haría si hubiera algo como una masa negativa.
El tiempo tiende a disminuir la velocidad cerca de los objetos con grandes cantidades de masa positiva en relación con los observadores en la microgravedad. Considerando que la masa negativa es lo opuesto a la masa normal y que el tiempo tiende a acelerarse cerca de un cuerpo de masa negativa en relación con los observadores en microgravedad
Como arriba. Como decía CuriousOne, hay un gran problema con la masa negativa. Según El papel de Einstein E=mc² la masa de un cuerpo es una medida de su contenido de energía. Puedes sacar energía de un cuerpo y reducir su masa, porque un cuerpo radiante pierde masa. Pero cuando llegas a cero por ejemplo a través de la aniquilación de electrones y positrones, ese cuerpo ya no existe. No puedes sacar más energía de él, así como no puedes acortar un lápiz a menos de 0 cm. Sé que la gente se vuelve lírica sobre este tipo de cosas, particularmente cuando se trata de cosas como los agujeros de gusano y otros exóticos especulativos, pero me temo que es lo que se llama una "solución no real". Es una alfombra negativa . Si tienes una habitación cuadrada con una superficie de 16m², algunos sugieren que podrías comprar una alfombra de -4m por -4m. No existe tal alfombra, es una solución no real, y también lo es la masa negativa.
ralphtheninja
Puntos
24346
Considerando que la masa negativa tendría un comportamiento opuesto al de la masa normal en todos los sentidos posibles. Por ejemplo, la masa normal causa energía potencial negativa, la masa negativa causaría energía potencial positiva. La masa negativa tendría inercia negativa, es decir, no se mantendría en estado de reposo o movimiento uniforme Se vuelve bastante complicado. Espero que la masa negativa no exista.
Sin embargo, por si acaso, considere un observador cerca de la tierra, experimentando todos los efectos debido a la presencia de la masa de la tierra. A efectos de la imaginación, puede considerar como si hubiera un cuerpo de masa negativa (pero de la misma magnitud) exactamente en dirección opuesta a exactamente la misma distancia. ¿Cambiaría la velocidad del tiempo? No lo creo. Porque, todavía curvaría el espacio pero de forma opuesta, y el tiempo todavía se ralentizaría de forma equivalente debido a la curvatura del espacio. La geometría se invertiría, no la tasa de flujo del tiempo, supongo.
