Domanda:
Se lo spazio-tempo è curvo, come lo saprebbe qualcuno? Se qualcuno potesse dirlo, sarebbe davvero una curvatura dello spaziotempo?
Devsman
2017-02-09 02:25:15 UTC
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Non ho mai avuto problemi ad accettare che lo spaziotempo fosse curvo a causa della materia, finché non ho appreso che gli esperimenti LIGO hanno dimostrato che evidentemente la curvatura dello spaziotempo può essere misurata. Questo, per me, è molto strano.

Supponi che l'intero universo sia vuoto tranne che per due persone, che fluttuano nello spazio a 100 metri di distanza. Poiché le loro masse sono così piccole, lo spaziotempo è quasi interamente piatto rispetto alle condizioni sulla superficie della Terra. Poi, all'improvviso, accade un evento cosmico incredibilmente enorme e onde gravitazionali incredibilmente grandi attraversano l'area. In qualche modo questo non li uccide. Lo spaziotempo è tutto spaghetti e questi due ragazzi stanno tremando dappertutto come una medusa.

Ma se lo spazio stesso sta cambiando, come potrebbero saperlo? Dovrebbero osservare, in ogni momento, che sono ancora a 100 metri di distanza, poiché non si muovono nello spazio, ma lo spazio si muove con loro dentro ... giusto? O forse ognuno penserebbe di restare fermo mentre l'altro impazzisce completamente?

Se è possibile misurare la curvatura variabile dello spaziotempo, cosa succederebbe se questi due ragazzi tenessero ciascuno un'estremità di un palo di 99 metri? Mi sembra che essere misurabile significherebbe che uno (o entrambi) dovrebbe perdere aderenza e quindi dover schivare la fine quando ritorna.

Questa è probabilmente una domanda ben esplorata e semplicemente non conosco la risposta. Mi sono guardato intorno su physics.se e ho visto molte domande come questa molto istruttiva e questa che presume che gli effetti siano evidenti ma nessuna di esse sembra essere esattamente quello che Sto cercando.

https://phys.org/news/2016-02-ligo.html Ovviamente sarebbe impossibile rilevare un'onda gravitazionale con un solo oggetto, non ci sarebbe alcuna differenza osservata.
Che ne dici delle famose predizioni di Einstein sulla precessione di Mercurio e sulla flessione della luce da parte del Sole, entrambe spiegate dallo spaziotempo curvo.
Sei anche confuso su come le forze delle maree possono farti a pezzi?Il principio è piuttosto simile.Ci vuole una * forza * considerevole per separare le tue molecole, il che richiede un'enorme curvatura dello spaziotempo.Le onde che stiamo osservando sono a malapena rilevabili con alcune delle apparecchiature più sensibili sulla Terra: stiamo misurando dilatazioni * differenze * estremamente minuscole tra punti che sono un po 'lontani.Non sono neanche lontanamente abbastanza curvi da "andare a spaghetti".Tutte quelle animazioni che probabilmente hai visto sono enormemente esagerate: LIGO ha misurato un cambiamento 10000 volte più piccolo di un protone in braccia di 4 km.
Due risposte:
jabirali
2017-02-09 02:42:38 UTC
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Analogia: come sappiamo che la superficie della Terra è curva?Bene, potremmo ad es.disegna un triangolo sulla superficie della Terra e controlla la somma degli angoli degli angoli.Se la Terra fosse piatta, scopriresti sempre che la somma di questi angoli era di 180 °, quindi sarebbe impossibile ad es.creare un triangolo con due angoli a 90 °.Tuttavia, poiché la Terra è curva, questo è effettivamente possibile;potresti ad es.disegna un triangolo in cui un bordo segue l'equatore e gli altri due seguono i meridiani dall'equatore al polo nord.

Lo stesso concetto si applicherebbe allo spaziotempo: semplici relazioni geometriche come ad es.la somma degli angoli degli angoli in un triangolo sarebbe diversa nello spaziotempo piatto dallo spaziotempo curvo e queste relazioni dovrebbero essere misurabili per calcolare la curvatura dello spaziotempo stesso.

Per fare un pelo nell'occhio, come puoi distinguere tra una superficie curva sulla terra e una superficie piatta sulla terra che si trova nello spazio curvo?
@orlp Se uno fa il pelo nell'uovo in questo modo, e se capisco correttamente cosa intendi, non esiste una superficie _flat_ sulla Terra che giace nello spazio curvo.La superficie della Terra è curva e, di conseguenza, qualsiasi parte di quella superficie - nelle tue parole, qualsiasi superficie che si trova sulla Terra - è curva.Potrebbe essere ancora possibile avere una superficie piatta che tocchi la superficie terrestre, ma la superficie piatta sporgerà nello spazio.
@orlp Non è solo lo spazio ad essere curvo, è lo spaziotempo.Le persone tendono a dimenticarlo.La geometria dello spaziotempo è molto più complessa della geometria di una sfera.Una superficie piatta sulla Terra che si trova in uno spazio curvo ti darebbe attrazione gravitazionale in una direzione inaspettata (infatti, per quanto ne sappiamo, è assolutamente impossibile - esibirebbe * repulsione * gravitazionale, fenomeno ancora del tutto inosservato),e ottenere una curvatura sufficiente nello spaziotempo renderebbe la forza davvero grande, così come una sostanziale dilatazione del tempo, ecc.
@DavidZ Una superficie piatta che tocca la Terra più piccola di [8010km] (https://www.wolframalpha.com/input/?i=%3D+2+*+sqrt%28+40200^2+-+40000^2%29)nella sua dimensione più lunga non sporgerà nello spazio.- supponendo che non si pieghi.
Non credo che lo sapremmo affatto.
C'è stata una storia che ho letto in cui hanno usato un'idea simile per misurare gli angoli dei triangoli.In esso gli alieni avanzati usavano stringhe cosmiche come armi e per rilevare la presenza di stringhe cosmiche nelle vicinanze i protagonisti umani misuravano le variazioni del valore di PI.
@orlp Una superficie "piatta" in uno spazio curvo avrà una curvatura * intrinseca * positiva, che non è influenzata dallo spazio in cui si trova.
gj255
2017-02-09 03:40:03 UTC
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Per i due osservatori che descrivi, è ovviamente vero che se gli osservatori si muovessero nello spazio si vedrebbero muoversi nello spazio. È anche vero che se rimanessero "fluttuanti" in uno spazio che era esso stesso "in movimento", si vedrebbero anche muoversi nello spazio. Vale a dire, al passaggio di una grande onda gravitazionale tra di loro, ogni osservatore non "sentirebbe" nulla, a condizione che le forze di marea possano essere trascurate, ma vedrebbe l'altro osservatore muoversi.

E se questi due osservatori tenessero ciascuno l'estremità di un palo? Quando l'onda gravitazionale passa attraverso il polo, ognuno di loro la sentirebbe spingere e tirare su di loro. Come suggerisci, in effetti uno o entrambi perderebbero la presa del polo se questo evento cosmico fosse abbastanza violento. Per dare un'analogia più `` concreta '' (gioco di parole per diventare evidente), se si posizionavano due osservatori a una distanza molto grande dalla terra con un polo molto lungo che li collega, mentre cadevano verso la terra in direzione radiale , le loro traiettorie tenderebbero l'una verso l'altra e ciascuno sentirebbe il polo che le spinge attivamente verso l'esterno. La situazione qui è abbastanza analoga.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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