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Curvatura del Espacio Tiempo
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Física ~ Comments (30)
“La curvatura del espacio–tiempo es una de las principales consecuencias de la teoría de la relatividad general de acuerdo con la cual la gravedad es efecto o consecuencia de la geometría curva del espacio–tiempo.”
Hay que entender que el espacio-tiempo es la única descripción en cuatro dimensiones del Universo en la que la posición de un objeto se especifica por tres coordenadas en el espacio y una en el tiempo.
De acuerdo con la relatividad especial, no existe un tiempo absoluto que pueda ser medido con independencia del observador, de manera que eventos simultáneos para un observador ocurren en instantes diferentes vistos desde otro lugar.Curvatura del Espacio.
El tiempo puede ser medido, por tanto, de manera relativa, como los son las posiciones en el espacio (Euclides) tridimensional, y esto puede conseguirse mediante el concepto de espacio-tiempo. La trayectoria de un objeto en el espacio-tiempo se denomina por el nombre de línea de Universo. La relatividad general, nos explica lo que es un espacio-tiempo curvo con las posiciones y movimientos de las partículas de materia.
La curvatura del espacio tiempo es la propiedad del espacio-tiempo en la que las leyes familiares de la geometría no son aplicables en regiones donde los campos gravitatorios son intensos.
En una singularidad , la densidad de materia es tanta que la fuerza de gravedad que allí se emite, paraliza el Tiempo y curva el espacio sobre sí mismo
La relatividad general de Einstein, nos explica y demuestra que el espacio-tiempo está íntimamente relacionado con la distribución de materia en el Universo y, nos dice que, el espacio se curva en presencia de masas considerables como planetas, estrellas o Galaxias (entre otros).
En un espacio de sólo dos dimensiones, como una lámina de goma plana, la geometría de Euclides se aplica de manera que la suma de los ángulos internos de un triángulo en la lámina es de 180º. Si colocamos un objeto masivo sobre la lámina de goma, la lámina se distorsionará y los caminos de los objetos que se muevan sobre ella se curvaran. Esto es en esencia, lo que ocurre en relatividad general.
Si pudiéramos viajar a la velocidad de la luz se producirían fenómenos extraños en relación a los que no viajaran a esa velocidad.
Los efectos de c (la velocidad de la luz en el espacio vacío). Recordad la paradoja de los gemelos: el primero hace un viaje a la velocidad de la luz hasta Alfa de Centauri y regresa, cuando baja de la nave espacial, tiene 8,6 años más que cuando partió de la Tierra. Sin embargo, el segundo gemelo que esperó en el planeta Tierra, el regreso de su hermano, era ya un viejo jubilado. El tiempo transcurrido había pasado más lento para el gemelo viajero. La velocidad relantiza el transcurrir del tiempo.
Otra curiosidad de la relatividad especial es la que expresó Einstein mediante su famosa fórmula de E= mc2 que, nos viene a decir que masa y energía son dos aspectos de una misma cosa. Podríamos considerar que la masa (materia), es energía congelada. La bomba atómica demuestra la certeza de esta ecuación.
“Esquema sobre la contracción de Lorentz. (X′,cT′) representan las coordenadas de un observador en reposo a una barra, mientras que (X,cT) son las coordenadas de otro observador en movimiento con respecto a dicha barra. Por la naturaleza pseudoeuclídea del espacio-tiempo aun cuando el primer observador mide una longitud l, el segundo mide una longitud menor l/γ < l.”
Diagrama de Minkowski del experimento mental de Einstein sobre la contracción de la longitud (1911). Dos barras con longitud en reposo A ′ B ′ = A ″ B ″ = L …
Hay otras implicaciones dentro de esta maravillosa teoría de la relatividad especial, ahí está presente también la contracción de Lorentz. Un objeto que se mueve a velocidad de cercana a c, se achata o contrae en el sentido de la marcha, y, además, a medida que se acerca a la velocidad de la luz (299.752,458 Km/s), su masa va aumentando y su velocidad disminuyendo.
Así se ha demostrado con muones en los aceleradores de partículas que, lanzados a verlocidades relativista, han alcanzado una masa en 10 veces superior a la suya.
Esto quiere decir que la fuerza de inercia que se le está transmitiendo a la nave (por ejemplo), cuando se acerca a la velocidad de la luz, se convierte en masa.
Así queda demostrado que, masa y energía son dos aspectos de la misma cosa E=mc2.
Seguiremos con otras cuestiones de interés.
Hay que entender que el espacio-tiempo es la única descripción en cuatro dimensiones del Universo en la que la posición de un objeto se especifica por tres coordenadas en el espacio y una en el tiempo.
De acuerdo con la relatividad especial, no existe un tiempo absoluto que pueda ser medido con independencia del observador, de manera que eventos simultáneos para un observador ocurren en instantes diferentes vistos desde otro lugar.
El tiempo puede ser medido, por tanto, de manera relativa, como los son las posiciones en el espacio (Euclides) tridimensional, y esto puede conseguirse mediante el concepto de espacio-tiempo. La trayectoria de un objeto en el espacio-tiempo se denomina por el nombre de línea de Universo. La relatividad general, nos explica lo que es un espacio-tiempo curvo con las posiciones y movimientos de las partículas de materia.
En presencia de grandes masas (estrellas,mundos, galaxias…) El Espaciotiempo se transforma, la geometría del Universo la determina la fuerza de Gravedad.
La curvatura del espacio tiempo es la propiedad del espacio-tiempo en la que las leyes familiares de la geometría no son aplicables en regiones donde los campos gravitatorios son intensos.
La relatividad general de Einstein, nos explica y demuestra que el espacio-tiempo está íntimamente relacionado con la distribución de materia en el Universo y, nos dice que, el espacio se curva en presencia de masas considerables como planetas, estrellas o Galaxias (entre otros).
En un espacio de sólo dos dimensiones, como una lámina de goma plana, la geometría de Euclides se aplica de manera que la suma de los ángulos internos de un triángulo en la lámina es de 180º. Si colocamos un objeto masivo sobre la lámina de goma, la lámina se distorsionará y los caminos de los objetos que se muevan sobre ella se curvaran. Esto es en esencia, lo que ocurre en relatividad general.
Otra curiosidad de la relatividad especial es la que expresó Einstein mediante su famosa fórmula de E= mc2 que, nos viene a decir que masa y energía son dos aspectos de una misma cosa. Podríamos considerar que la masa (materia), es energía congelada. La bomba atómica demuestra la certeza de esta ecuación.
En el LHC haces de muones lanzados a velocidades relativistas, aumentaron su masa 10 veces
Así se ha demostrado con muones en los aceleradores de partículas que, lanzados a velocidades relativista, han alcanzado una masa en 10 veces superior a la suya.
Esto quiere decir que la fuerza de inercia que se le está transmitiendo a la nave (por ejemplo), cuando se acerca a la velocidad de la luz, se convierte en masa.
Así queda demostrado que, masa y energía son dos aspectos de la misma cosa E=mc2.
Seguiremos con otras cuestiones de interés.
emilio silvera
el 13 de julio del 2019 a las 8:02
Al fin y al cabo los dos observadores se mueven cercade c uno respecto del otro. Que el ritmo de tiempo es relativo una sandez a diferencia de nuestra perspectiva que resulta veleidosa cuando no caprichosa.
el 14 de julio del 2019 a las 5:57
el 15 de julio del 2019 a las 11:34
Amigo mío, todo depende de donde esté situado el reloj, si viaja o está estacionado encima de una mesa. Su velocidad será distinta en una u otra situasión. Y, desde luego, no puede estar, el mismo observador viendo los dos relojes, sino tienen que ser dos los observadores que vean el suceso en uno y otro lugar. Un Reloj no puede estar viajajndo a velocidad relativista y, al mismo tiempo estacionario. Son dos escenarios distintos y por ello se valoran de distintas maneras.
De otra manera, estimado amigo, es que no comprendo lo que tratas de decir.
el 15 de julio del 2019 a las 19:45
Haber si planteo la cuestión de nuevo ok
Tenemos dos observadores, un solo reloj, uno de los observadores acompaña a las supuestas partículas cuya velocidad es próxima a c. Girando incesantemente como un tiovivo, cuyo radio es el del universo observable.
El otro observador y el reloj situado en el otro extremo simulando centro u eje
¿Que lectura de tiempo hace uno y el otro? .
Que más da donde este el reloj si se mueve o no, por un momento olvidemos de tanto adoctrinamiento, la cuestión es ¿cual es la perspectiva de cada uno? y ¿cual es más fidedigna, osea objetiva?
Yo diria que la de ambos, es igualmente de válida.
El observador que viaja acompañando a las partículas pensara que quien sufre la contracción de Lorentz es el otro observador y no el. Y viceversa.
Por tanto desde cualquier perspectiva que lo miremos ambos teóricamente sufren efectos relativistas.
En definitiva ambos giran respecto a un centro comun imaginario. Ya que no hay ningún punto privilegiado.
Imaginemos la lectura del reloj como dos fotones entrelazados. Al margen del radio del universo.
el 14 de julio del 2019 a las 7:58
El observador que acompaña a la supuesta partícula desde su punto de vista quien sufre la contracción y la diatacion es el otro observador y no el.
Parecido al corrimiento al rojo u azul de unas galaxias con respecto a otras.
el 16 de julio del 2019 a las 3:10
Hola muchachada.
Este asunto de los relojes se ha contestado muchas veces y cada cierto tiempo se vuelve a plantear.
Los relojes miden el tiempo desde un marco de referencia determinado.
Yo estoy en un sistema referencial, en reposo y Pedro se desplaza con respecto a mí. Tengo un reloj que medirá mi realidad y la realidad de Pedro desde mi punto de vista (para mí el tiempo de Pedro será más lento). Pedro está en su marco referencial y para él está en reposo y el que me muevo soy yo. Tiene con él otro reloj y con él medirá su realidad y mi realidad desde su punto de vista (para Pedro mi tiempo será también más lento).
Me permito fijar este enlace pues explica breve y perfectamente (y en lenguaje muy accesible) lo que se plantea aquí. Más claro, echarle agua:
https://abcienciade.wordpress.com/2009/03/06/contraccion-de-lorentz/
Saludos cordiales.
el 16 de julio del 2019 a las 4:27
Más claro el agua, la medida de la barra que se mueve siempre será más corta que la que está estacionaria. La cosa tiene poco misterio, así lo dicen las ecuaciones que surgen del experimento. A estas alturas y desde que que pudo experimentar en el LHC (donde se verificaron todos los sucesos), no parece que podamos discutir sobre los extraños cambios que se producen en ciertas circunstancias cuando algo se mueve a velocidades relativistas-
el 16 de julio del 2019 a las 16:53
Y no sólo a velocidad relativista. A cualquier velocidad. Sólo que a nuestra escala cotidiana son extremadamente minúsculos y no podemos percibirlos; sólo podemos apreciarlos al acercarse a c.
Un abrazo.
el 16 de julio del 2019 a las 3:13
Y éste:
https://abcienciade.wordpress.com/2008/11/09/la-dilatacion-temporal-de-lorentz/
Más saludos.
el 16 de julio del 2019 a las 7:08
Eso de que esta más claro que el agua, de turbio un montón. La cuestión es:los fenómenos físicos son hecho objetivos y nunca pueden ser relativos, ok a deferencia de nuestras percepciones u medidas que si son relativas, dependiendo tanto de aparatos de medida, nociones de medidas conceptuales, determinados contextos, etc.
Resumen :el ritmo de tiempo como hecho físico es relativo na de na a diferencia de tiempo constreñido en mentes constreñidas un monton.
La unica relatividad fisica que existe es nuestra mentalidad enquistada por un adoctrinamiento impositivo.
La cuestión es la relatividad física acontece o no acontece y esto de relativo bien poco tiene. Que los distintos ritmos de tiempo acontece al unísono es un timo. Satélites orbita do a distintas velocidades y con ritmos de tiempo distintos todo un disparate.
el 16 de julio del 2019 a las 16:43
Primero que nada respetar al interlocutor. Es la premisa básica para seguir conversando.
Segundo: si yo digo por teléfono que es de día y un alguien en China me contesta que estoy equivocado, que es de noche, ¿quién tiene razón? Los dos, porque están ubicados en realidades distintas. Son realidades relativas y símultáneas. Insisto: son reales las dos pero son completamente distintas, opuestas entre sí. No requieren de “aparatos de medidas, de nociones de medidas conceptuales ni de determinados contextos” para percibirse y entenderse.
A esta altura podríamos decir que es un axioma, así que dudar de esto parece enfermizo. Por tanto, lo que para nosotros es absoluto para otro observador ubicado simultáneamente en otro lado puede ser objetivamente muy distinto. Y es también indiscutiblemente real. Eso es relatividad.
el 16 de julio del 2019 a las 19:35
Nelson, en primer lugar yo no estoy insultando a nadie, hablo de manera general sin personalizar.
Segundo: todo fenómeno físico es real osea objetivo y en ningun caso puede ser relativo, osea (acontece o no acontece) , si resulta que el tiempo suponemos que es un fenómeno real sin ninguna duda, entonces como hecho físico no puede ser relativo osea no puede cambiar su identidad sin más.
Lo único relativo son nuestras perspectivas, osea nuestras lecturas de las mismas.
Los constituyentes de la materia sufren transformaciones, cambian de identidad y no por ello pierden su objetividad, osea de relativo tienen muy poco.¿El tiempo puede transformarse en otra cosa, que interacción media? Si resulta que es una entelequia más, puede tornarse en cualquier cosa.
Resulta esperpentico pensar siquiera que hay tantos ritmos de tiempo como objetos que viejen próximo a c. Obien el número máximo de ritmos de tiempo posible son 300.000
Saludos
el 16 de julio del 2019 a las 19:40
Y para más inrri todos actuando al unísono,solo pensarlo resulta vomitivo.
el 16 de julio del 2019 a las 7:36
Es curioso, salvo las mentes humanas hasta ahora nada adquiría identidad múltiple, viene Einstein, y resulta que el tiempo adquiere nuevas identidades, hasta el extremo de congelarse, en la siguiente supongo que la de resucitar cuyo ímpetu supere a c. Ya no sólo el espacio, supera a c en su expansión, sino el entrelazamiento y el tiempo nuevo resucitado cuyo ritmo propio supere c. Supongo que también adquirirá el nuevo tiempo una identidad única la de bipolar (congelarse y expandirse al unisoco como la superposición en la MC).
el 16 de julio del 2019 a las 21:40
Hola Pedro.
Solo esto: https://es.gizmodo.com/los-relojes-atomicos-que-dieron-la-vuelta-al-mundo-para-1783125217
Pero como ya estás convencido de lo que tú “sabes” no es necesario que yo insista pues no tendría sentido.
Saludos.
el 17 de julio del 2019 a las 5:18
Al principio no sabíamos nada y todo nos causaba asombro, a medida que el Tiempo pasaba y se observaba la Naturaleza, fuimos aprendiendo sobre las cosas que nos rodeaban y pudimos darnos cuenta que no todo era como al principio nos pudiera parecer, las cosas sufrían cambias conforme a la situación del momento, el comportamiento de un trozo de plomo sometido a una gran temperatura era que se derretía. De esa manera, la ciencia, en sus distintas disciplinas fue avanzando y desvelando secretos que antes eran desconocidos para nosotros.
Las curiosidades que pudimos observar con el Tiempo a partir de la Relatividad, ¿qué duda nos puede caber? fue la quedar perplejos ante aquella inaudita realidad de la masa y la energía eran dos aspectos de la misma cosa, que los objetos aumentan su masa a medida que su velocidad se acerca a c, que el Tiempo se ralentiza si viajamos a velocidades relativistas…
Todo eso, no son “camelos” para engañar a los bobos, son hechos más que comprobados una y mil veces. Sin embargo, hay muchas personas que disienten de esas realidades, ellos creen que lo que ocurre con el Tiempo cuando se viaja tan rápido… es un cuento chino, y, desde luego, perder el Tiempo en tratar de cambiar su punto de vista, no parece que sea una labor productiva.
el 17 de julio del 2019 a las 6:38
Lo que verdaderamente resulta inquietante es que mentes con ideas alucinantes también engendran alucinantes esperpenticos y o horripilantes ridículos, y peor aúntalesr horripilantes ridículos estándartes de los demás.
El nazismo y sus engendros.
Saludos
el 17 de julio del 2019 a las 9:34
Tenemos que ser respetuosos con las ideas de los demás (como nosm dice Nelson), y, aunque sean distintas a las nuestras, las debemos respetar pero no estar de acuerdo con ellas. Cada cual piensa lo que estima sobre un tema determinado según sus conocimientos y, a ello, tiene todo el derecho, lo que no impide que otros tengan ideas diferentes.
Así es nuestro mundo y los seres que lo pueblan de diversas especies y, los pensamientos, también son diversos. Si todos pensaramos de la misma forma… ¡Cómo avanzaríamos en el saber de las cosas! Claro que, empecinarse en la imposibilidad de que algo sea posible… ¡Nos retrazará en el camino hacia el futuro!
Acordáos de Aristarco de Samos que 700 años antes que Copernico dicho que el Centro del Sistema Solar era el Sol, en aquel tiempo, nadie le prestó atención y, pasando el tiempo vino otro y se llevó los méritos de esa verdad presentida que no comprobada, ya que, en aquellos tiempos no había medios para ello. Cerrarse a lo que nos parece extraño o “imposible” no parece aconsejable, la Naturaleza nos da muchas sorpresas y, el comportamiento del Tiempo con todo lo que con él se relaciona, hace que se produzcan fenómenos (comprobados) que por mucho que nos parezca extraños… ¡Ahí están!
No creo que cientos de miles de físicos estén equivocados Lo mejor es decir: Eso, me cuesta creerlo, en lugar de afirmar que no es cierto o imposible. Las pruebas realizadas avalan dichos hechos.
el 17 de julio del 2019 a las 15:52
En otras palabras: “Lo verdaderamente peligroso es que ideas delíricas se tornen en dogmas de fe, en cualquier disciplina científica.”
Por ejemplo en las religiones sus dogmas de fe, resurrección de los muertos, en el nazismo su ideal de superhombre, etc, todo un sin fin y despropósitos.
el 17 de julio del 2019 a las 16:34
¿Y qué haces aquí, repitiendo sin descanso tu “verdad” solitaria como una letanía, incomprendida por todos los demás? El amigo Emilio está cansado de repetir que no sabemos casi nada, que cuánto más sabemos mayor es nuestra ignorancia y que una teoría es válida hasta que otra la sustituye… Tú no escuchas/lees a los demás; es como si las otras opiniones no existieran, no rebates los argumentos, solo repites y repites… como si sólo existiera el YO y el resto de la realidad fuera pura ilusión. Y curiosamente nos endilgas a nosotros la condición de algo así como “fundamentalistas cientificistas” cuando eres tú, aquí, el único intransigente.
el 18 de julio del 2019 a las 7:25
Amigo mio, no se pueden entremezclar religión y ciencia, la una es cosa de fe (creer sin ver ni comprobar), mientras que la otra, so no compruebas y vez una y mil veces… ¿Sigue siendo teoría, conjetura y no ley. El amigo Nelson, de forma muy racional y entendible nos deja una esbozo de cómo son las cosas y, desde luego, cada cual será muy libre de entender las cosas a su peculiar manera, aunque sería muy razonable oir lo que otros tienen que decir y más, si lo dicen con argumentos (creo) que irrebatibles.
el 17 de julio del 2019 a las 6:11
El enlace de Gizmodo, lo único que muestra con los experimentos es que tales relojes de cesio (num de oscilaciones u frecuencia) se ve afectados por el propio movimiento y la gravedad donde actúan, muy distinto a que el tiempo cambie su ímpetu. si es que tiene alguno.¿Que miden los relojes? Tal vez, arrogancia muy indicativo de nuestra ignorancia.
Osea al igual que una partícula próxima a c, aumenta su masa, afectando por ello atodos sus componentes internos. Pues lo mismo con los relojes atómicos que en movimiento y con el campo gravitatorio de la tierra, se ven afectados el num. de oscilaciones de los mismos, pero esto no nos dice nada de nada acerca de la naturaleza intrínseca del propio tiempo.
¿Cuál es la naturaleza del tiempo? Obstinación pertinaz sin más.
el 17 de julio del 2019 a las 9:36
El Tiempo siempre ha estado ahí, nació junto al Big Bang, y, aunque no lo podemos ver ni tocar, su transcurrir se deja sentir, todo lo cambia y nada permanece, ayudado por su “prima” la Entropía, se encarga de que todo lo nuevo se convierta en viejo. Es la Ley de vida que impone el Tiempo. Por lo demás, son sucesos extraños que se producen como consecuencia de algo, en este caso, la velocidad que, en nuestro Universo tiene un límite.
el 17 de julio del 2019 a las 18:31
Nunca lo entenderé. Eso de que el tiempo fuera cero al principio no tiene sentido, como si el alfa y el omega estuvieran allí solapados. ¿No ocurrió más nada antes o durante el propio principio, ni allí ni en ningún otro lugar existente? como referencia.
No hay principio ni final, todo es según un progresivo “caminar” Aunque eso sí nuestro tiempo solo nos es valido con “nuestra materia”. Para que extendernos más en en temas inagotables que ni nos van ni nos vienen pues por ahora son inalcanzables.
el 18 de julio del 2019 a las 6:16
Nelson, para no resultar risoria esta situación, si resulta que no sabemos definir ¿Lo que el tiempo es? Entonces ¿Que es lo que estamos midiendo?.
Si resulta que todo es interacción ¿Cuál es el boson mediador en el caso del tiempo con el resto?.
Si todo es energía, el espacio, la radiación, la materia, elementos mediadores, en el caso del tiempo, ¿Podemos decir lo mismo?
Lo que llamamos edad no es más que la suma de mayores número de interacciones entre distintos componentes, mayor metabolizacion entre celulas, transporte de energía.
Acaso: ¿ el pensamiento es una propiedad del universo? ¿Tal universo distingue un lunes de un jueves? ¿hay suelto un demiurgo intelecto?.
La conciencia, la noción temporal, etc no son más que rubores y poco más.
El acto de medir algo, ¿ es sinónimo de añadir alguna propiedad a las cosas?
Podemos descubrir todas las leyes de la naturaleza que queramos, ¿El universo se ruborizara por ello?
Una cosa está clara, el universo no puede hecharse a perder. ¿De nosotros podemos decir lo mismo?.
Concluyo:
“Si hay algo que distingue tanto a unos como a otros es: mientras unos crean cuentos, otros se entretienen con ellos y el universo impertérrito con o sin ellos .”
el 18 de julio del 2019 a las 7:43
Es cierto que, “oyendo” vuestros pensamientos, siento como me lleváis a ese mundo mágico en el que se producen sucesos extraños e inexplicables con el Concepto del Tiempo y otros muchos que tampoco sabemos entender. lo más prudente es ir despacio, creer todo aquello que se va desvelando mediante las teorías y experimentos o la observación, y, como recuerda el amigo Nelson, no debemos olvidar la inmensa carga de ignorancia que llevamos arrastrando desde que llegamos aquí. Sin embargo, tenemos que coincidir en que cada vez vamos más ligero y podemos llegar antes a los objetivos propuestos.
En lugar de ponerlo todo en duda, tenemos que tener la esperanza de que las cosas van hacia adelante, de que los descubrimientos y secretos que vamos desvelando, nos darán un nuevo y más real escenario de la realidad en la que estamos inmersos.
En cuanto al Tiempo, como todo lo demás es variable en función de qué situación se esté viviendo, el Tiempo absoluto de Newton no existe. Y, desde luego,… ¡Todo es relativo!
el 18 de julio del 2019 a las 20:39
Así a bote pronto, primero:los fenómenos físicos en ningún caso son relativos a diferencia de la interpretación que nosotros hagamos de los mismos.(Acontece o no acontece)
Segundo 2+2=4 es convencionalismo, y la naturaleza de regirse por convencionalismos quedaría muy en entredicho.
el 18 de julio del 2019 a las 20:58
Es decir la naturaleza de guarismos nada nos enseña al respecto y si de proporciones.
el 18 de julio del 2019 a las 20:59
Y relaciones
el 18 de julio del 2019 a las 7:44
Es bueno saber que no sabemos