¿Espacio dobla en relación a qué?

Question

¿Todos somos conscientes de las ondas gravitacionales, como curvas de espacio y tiempo, agujero negro espacio de squeeze, pero apretando, doblez, expansión pasa referencia a qué? ¿Puesto que el universo observable es el universo dentro de sí mismo, así que se dobla en referencia a que perspectiva?

Answer 1

La manera más fácil de entender esto es entender la noción de extrínsecas versus curvatura intrínseca.

Extrínsecamente curva cosas siga no líneas rectas en relación con el espacio que está contenido en.

Intrínsecamente curva cosas, sin embargo, obedece a la no-Euclidiana leyes en sus propias superficies.

Ahora, si se ajustan a un intrínsecamente a la curvatura del espacio en un envolvente espacio Euclidiano, también será extrínsecamente curva, pero lo contrario no es cierto, usted puede convertir una hoja de papel en forma de un cilindro y de la espalda y no distorsionar, pero usted no puede hacer esto con una cáscara de naranja.

Ahora, volvamos a la relatividad general -- se explica la gravedad como curvatura del espacio-tiempo, pero esta curvatura es un intrínseca de la curvatura -- tiene sentido en el espacio-tiempo, sin tener que referirse a algún espacio más grande que está contenida en. Usted puede decir que usted está en una curva el espacio-tiempo sólo por la observación de que el postulado de las paralelas de Euclides es violado. Más dramáticamente, esto es cierto, porque si se empieza con dos objetos de alto sobre la tierra, inicialmente en reposo (y por lo tanto, inicialmente viajar en caminos paralelos a través del espacio-tiempo), sus caminos se cruzan en el centro de la Tierra (al menos, si la tierra de alguna manera, no dejan de ellos).

Answer 2

Esta es una cuestión fundamental explorado en la geometría no Euclidiana. Aquí están dos de fácil imaginar las consecuencias de que la curvatura del espacio-tiempo, imaginado como sólo efectos en el espacio.

En primer lugar, como se utiliza en el modelo del universo en expansión, el tamaño del universo, es el factor de escala, puede cambiar con el tiempo. En ese escenario, la longitud de onda de las ondas de estirarse cuando se mide en comparación con las cantidades que surgen de las oscilaciones que no implican movimiento espacial, como el radio de un átomo. El radio de Bohr, por ejemplo, se fija por la masa del electrón ($m_e$), la velocidad de la luz ($c$), la conversión entre la energía y la frecuencia (la constante de Planck, $h$), y la fuerza de la interacción entre los fotones y los electrones (la constante de estructura fina, $\alpha$).

Segundo, es responder a la pregunta: ¿cuál es la relación entre el radio de un círculo y de la circunferencia? Cuando el espacio es plano, sin doblar, la respuesta es $C = 2\pi r$. Si el espacio se dobla, sin embargo, el valor medido puede ser cambiado por una pequeña cantidad en una forma que depende del tamaño del círculo. Este escenario es más fácil de visualizar por considerar dos dimensiones de la superficie desde el exterior. En una geometría como la superficie de una esfera, la circunferencia de los círculos será menor de lo $2\pi r$, por más y más que el más grande es el círculo. En el caso extremo, si $R$ es el radio de la esfera, a continuación, cuando se $r = \pi R$ de la circunferencia del círculo es $0$. La fórmula general para la superficie de una esfera es $C = 2\pi R \sin\left(\frac{r}{R}\right) \approx 2\pi r \left(1 - \frac{r^2}{6 R^2}\right).$ La cantidad medida por el WMAP y Planck, que es proporcional a $R$ es conocida como la curvatura espacial de la densidad, $\Omega_k$.

Así, es posible medir la curvatura del espacio-tiempo sin hacer referencia alguna a las normas externas.

Answer 3

No necesita tener una "referencia externa" para ver las consecuencias de la flexión del espacio-tiempo. Por ejemplo, la luz viaja en línea recta si el espacio-tiempo es plano. Si el espacio-tiempo es local doblada por un objeto muy masivo, un rayo de luz sigue una trayectoria curva cuando se viaja cerca de este objeto.