Enter your search terms Submit search form
	Web www.enciclopediaespana.com

Relatividad general

Justificación

considera también:

equivalencia del principio La justificación para crear relatividad general vino del principio de equivalencia, que dicta que los observadores que hacen caída libre están los que está en el movimiento de inercia . En línea general, el principio indica que el efecto más obvio de la gravedad - cosas que bajan abajo - puede ser eliminado haciendo la transición a un marco de referencia que sea en caída libre, y que en tal marco de referencia, las leyes de la física estarán aproximadamente iguales que en relatividad especial. Una consecuencia de esta penetración es que los observadores de inercia pueden acelerar con respecto a uno a. Por ejemplo, una persona en la caída libre en un elevador cuyo se ha cortado cable experimentará ingravidez: los objetos flotarán junto a él, o mandilarán a la velocidad constante. De esta manera, las experiencias de un observador en caída libre serán muy similares a las de un observador en espacio profundo, lejano de cualquier fuente de gravedad, y de hecho a las del privilegiado (" inertial") observadores en la teoría de Einstein de la relatividad especial . El Albert Einstein realizó que la conexión cercana entre la ingravidez y la relatividad especial representó una característica fundamental de la gravedad.

La penetración dominante de Einstein era que no hay diferencia fundamental entre el tirón constante de la gravedad que sabemos de la experiencia diaria y de las fuerzas ficticias sentidas por un observador de aceleración (en la lengua de la física: un observador en un marco de referencia No-de inercia ). Tan qué gente que se coloca en la superficie de la tierra percibir pues la “fuerza de la gravedad” es un resultado de su experimentar una aceleración física continua que podría ser imitada apenas tan fácilmente colocando a un observador dentro de un cohete que aceleraba a la misma tarifa como la gravedad (9.

Esta redefinición es incompatible con ley del movimiento de Newton la primera, y no se puede explicar en la geometría euclidiana de la relatividad especial . Para cotizar a Einstein mismo: Si todos los sistemas acelerados son equivalente, después la geometría euclidiana no puede sostenerse en todos. Así el principio de equivalencia llevó a Einstein a desarrollar una teoría gravitacional que implica espacio-tiempos curvados. Parafraseando el policía motorizado de Juan, la teoría geométrica de Einstein de la gravedad se puede resumir así: el espacio-tiempo dice a materia cómo moverse; la materia dice a espacio-tiempo cómo curvar.

Otro factor de la motivación era la realización que la relatividad pide el potencial gravitacional para ser expresado como simétrico alinea-dos el tensor, y no apenas un escalar al igual que el caso en la física neutoniana (una analogía es el cuatro-potencial electromágnetico de la relatividad especial). Así, el Einstein buscó alinea-dos medios del tensor de describir los espacio-tiempos curvados que rodeaban objetos masivos. Este esfuerzo vino a la fruición con el descubrimiento de las ecuaciones de campo de Einstein en 1915.

Principios fundamentales

La relatividad general es una teoría métrica de la gravitación. Para esta clase de teoría, la característica de definición principal es el concepto de “fuerza gravitacional” que es substituida por geometría del espacio-tiempo . Los fenómenos a que en los mecánicos clásicos se atribuyen a la acción de la fuerza de la gravedad (tal como caída libre, movimiento orbital, y trayectoria de la nave espacial ) se toman en relatividad general para representar el movimiento de inercia dentro de una geometría curvada del espacio-tiempo.

La relatividad general (y el resto de las teorías métricas de la gravitación) se afirman sobre varias asunciones subyacentes. El principio general de la relatividad indica que las leyes de la física deben ser iguales para todos los observadores (acelerados o no). El principio de la covariación general indica que las leyes de la física deben tomar la misma forma en todos los sistemas coordinados. La relatividad general también requiere equivalencia entre el de inercia y el movimiento geodésico porque las líneas del mundo de partículas inafectadas por las fuerzas físicas son timelike o geodesia nula del espacio-tiempo. El principio de la invariación local de Lorentz requiere que las leyes de la relatividad especial soliciten localmente todos los observadores de inercia. Finalmente, hay el principio que la curvatura del espacio-tiempo y su contenido del energía-ímpetu son relacionados. (Según lo mencionado anteriormente, esta relación entre la curvatura y el contenido del espacio-tiempo es dictada específicamente por las ecuaciones de campo de Einstein en relatividad general.)

El principio de equivalencia, que era el punto de partida para el desarrollo de la relatividad general, terminado encima de ser una consecuencia del principio de relatividad general y del principio que el movimiento de inercia es movimiento geodésico.

Marco matemático

considera también: Matemáticas la relatividad general Teorías físicas modificadas por relatividad general

Los requisitos de las matemáticas de la relatividad general son modificados más a fondo por los otros principios. La invariación local de Lorentz requiere que los múltiples descritos en GR sean 4 dimensionales y Lorentzian en vez Riemannian. Además, el principio de la covariación general requiere que las matemáticas que se expresarán usar el cálculo del tensor. El cálculo del tensor permite que un múltiple como trazado con un sistema coordinado sea equipado de un tensor métrico del espacio-tiempo que describe los intervalos incrementales (del espacio-tiempo) entre los coordenadas de los cuales las ecuaciones geodésicas del movimiento y el tensor de la curvatura del espacio-tiempo pueden ser comprobados.

Geometría

Debido a la expectativa que el espacio-tiempo está curvado, la geometría no-Euclidiana debe ser utilizada. (Particularmente, la geometría más específicamente todavía es descrita por un pseudo-Riemannian métrico, o, un Lorentzian métrico.) Esencialmente, el espacio-tiempo no se adhiere al " sense" común; las reglas de geometría euclidiana, sino que por el contrario se oponen que viajaban inicialmente paralelamente las trayectorias con el espacio-tiempo (significado que sus velocidades no diferencian a la primera orden en su separación) vienen viajar en una manera no paralela. Este efecto se llama la desviación geodésica, y se utiliza en relatividad general como alternativa a la gravedad. Por ejemplo, dos personas en la tierra que dirige el norte debido de diversas posiciones respecto al ecuador están viajando inicialmente en las trayectorias paralelas, con todo en el Polo Norte esas trayectorias cruzarán. Semejantemente, dos bolas inicialmente en descanso con respecto y sobre a la superficie de la tierra (que son trayectorias paralelas en virtud de ser en descanso con respecto a uno a) vienen hacer que un componente convergente de la velocidad relativa como ambas acelere hacia el centro de la tierra debido a su caída libre subsecuente.

La curvatura del espacio-tiempo (causado por la presencia de tensionar-energía) se puede ver intuitivo así. Poner un objeto pesado tal como una bola de bowling en un trampolín producirá una “abolladura” en el trampolín. Esto es análogo a una masa grande tal como la tierra que hace la geometría local del espacio-tiempo curvar. Esto es representada por la imagen en la tapa de este artículo. Cuanto más grande es la masa, más grande es la cantidad de curvatura. Un objeto relativamente ligero puesto en la vecindad de la “abolladura”, por ejemplo una bola de ping-pong, acelerará hacia la bola de bowling de una forma gobernada por la “abolladura”. Encender la bola de ping-pong en una cierta combinación conveniente de dirección y de velocidad hacia la “abolladura” dará lugar a la bola de ping-pong “que mueve en órbita alrededor” de la bola de bowling. Esto es análogo a la luna que mueve en órbita alrededor de la tierra, por ejemplo.

Semejantemente, en relatividad general los objetos masivos no imparten directo una fuerza en otros objetos masivos según lo presumido en la acción de Newton en una idea de la distancia . En lugar (de una forma análogo a la respuesta de la bola de ping-pong a la abolladura del de la bola de bowling algo que la bola de bowling sí mismo), otros objetos masivos responden a cómo el primer objeto masivo curva espacio-tiempo. Notar que la mayoría de las partes importantes de la curvatura cerca de un objeto masivo están en el plano definido por el tiempo del y las direcciones radiales del, aunque haya también una cierta curvatura puramente espacial.

Coordenada contra la aceleración física

Una de las fuentes más grandes de confusión sobre relatividad general viene de la necesidad de distinguir entre las aceleraciones coordinadas y físicas.

En los mecánicos clásicos, el espacio se traza preferencial con un sistema coordinado de cartesiano. El movimiento de inercia entonces ocurre mientras que uno se mueve a través de este espacio a una tarifa coordinada constante con respecto a tiempo. Cualquier cambio en este índice de progresión debe ser debido a una fuerza, y por lo tanto una comprobación y una aceleración coordinada eran en mecánicos clásicos uno e igual. Es importante observar que en la relatividad especial que la misma clase de sistema coordinado de cartesiano fue utilizada, con la hora que es agregada pues una cuarta dimensión y definida para un observador que usa el procedimiento de sincronización de Einstein . Consecuentemente, la aceleración física y coordinada corresponde en relatividad especial también, aunque sus magnitudes puedan variar.

En relatividad general, se abandona la asunción injustificable que la naturaleza proporciona un sistema preferred de coordenadas. En lugar, un observador puede elegir un sistema de los coordenadas para su propia conveniencia, esta opción siendo restringido solamente por la condición esa estos coordenadas sea relacionado con los de cualquier otro sistema coordinado por una dependencia funcional lisa. Solamente las declaraciones que no dependen de la opción arbitraria de un sistema coordinado del observador (es decir la descripción del de un fenómeno físico) se pueden considerar de importancia física. Éste es el principio de la covariación general de leyes físicas.

Implica, por ejemplo, que una cantidad como la aceleración no se puede describir simplemente como el segundo derivado de las funciones coordinadas de una velocidad, porque un " no cero; acceleration" coordinado; puede simplemente estar un artefacto de la opción de coordenadas. Tal artefacto ocurre para la descripción en coordenadas polares de una partícula uniformemente de mudanza que no pasa con (elegido!) origen. ¡inercia de mudanza que experimenta una aceleración coordinada, y la manera que esta aceleración coordinada cambia mientras que los recorridos del objeto son dados por las ecuaciones geodésicas para el múltiple y el sistema coordinado funcionando. --> De hecho, la definición de la aceleración de una partícula requiere que una sepa restar las velocidades medidas en dos diversos puntos a lo largo de su pista en espacio-tiempo. Equivalente, debe ser posible definir en un observador y coordinar la manera invariante que los vectores de la velocidad son constantes a lo largo de tal trayectoria en espacio-tiempo. Esto se llama el transporte del paralelo. No viene para libre sino requiere una estructura adicional en el espacio-tiempo llamado una conexión . Sucede tan que si allí se define un " length" de todos los vectores de la velocidad (que pueden ser negativos) - alcanzado vía un Lorentzian métrico - hay una conexión natural llamada la conexión de Levi Civita que es determinada únicamente requiriendo que los vectores paralelos de la velocidad tienen " constante; length" y la asunción técnica de la torsión cero . Era una de las grandes penetraciones de Einstein que esta descripción se puede aplicar para describir la influencia de la gravedad. En relatividad general, la gravedad se considera como consecuencia del hecho de que el transporte del paralelo de un vector de la velocidad puede depender de la trayectoria con espacio-tiempo, no sólo en sus puntos finales. Cómo el métrico, y de tal modo la conexión y el transporte paralelo, son determinados por el transporte del energía-ímpetu en espacio-tiempo por la materia y la radiación (descrita con el tensor supuesto del tensionar-energía-ímpetu) es el contenido de la teoría de la relatividad general.

Ecuaciones de campo de Einstein

considera también:

las ecuaciones de campo de Einstein

Las ecuaciones de campo de Einstein (EFE) describen cómo la tensionar-energía causa la curvatura del espacio-tiempo y se escriben generalmente en forma del tensor (usar la notación del índice del extracto) como = \ kappa de G_ del $del$

l {ab} \, T_ {ab}

donde está el tensor el G_ab de Einstein, el T_ab es el tensor de la Tensionar-energía y el $\backslash \; la\; kappa$ es un constante. El tensor de Einstein se relaciona con la curvatura del espacio-tiempo y es una función solamente del tensor métrico y de sus primeros y segundos derivados. El tensor de la energía de la tensión, que es la fuente del campo gravitacional, incluye la tensión (presión y esquileo), la densidad del ímpetu, y la densidad de la energía incluyendo la energía de la masa (la fuente para la gravedad neutoniana). El G_ab de los tensores y el T_ab son ambos tensores simétricos rank-2, es decir, pueden cada uno ser pensados en como matrices 4×4, que contiene 10 términos independientes.

Una descripción sucinta de las ecuaciones de campo fue dada por el policía motorizado de Juan Archibald: El espacio-tiempo agarra la masa, diciéndole que cómo moverse, y la masa agarra el espacio-tiempo, diciéndole cómo curvar|30px|30px| Policía motorizado de Juan Archibald | QuoteSource

Los EFE reducen a la ley de la gravedad de Newton en los casos de limitación de un campo gravitacional débil y despacio concerniente a la velocidad de la luz. De hecho, el valor del $\backslash \; kappa$ en el EFE es determinado para ser $\backslash \; kappa\; de\; =\; 8\; \backslash \; pi\; G/c^4\; \backslash$ haciendo estas dos aproximaciones.), gravedad tiene una influencia inmediata en el paso del tiempo. Imaginarse a dos observadores Alicia y Bob, que están en descanso en un campo gravitacional inmóvil, con Alicia más cercano a la fuente de gravedad (" más profundo en el " del pozo de la gravedad;) y Bob en una mayor distancia. Entonces para la luz enviada de Alicia a Bob o viceversa, Bob medirá una frecuencia más baja que Alicia: la luz enviada abajo en un pozo de la gravedad es Azul-cambiado de puesto que el subir ligero fuera de un pozo de la gravedad es Redshifted . También, señal de los relojes de Alicia más lentamente que Bob: siempre que se comparen los dos (enviando señales ligeras hacia adelante y hacia atrás, o lentamente transportando registra a partir de una localización a la otra), el resultado será que los relojes de Bob están funcionando más rápidamente. Este efecto no se restringe a los relojes, sino se aplica a todos los procesos (la tarifa en los cuales Alicia y Bob envejezcan, cocinen los huevos del cinco-minuto, o el vals del minuto de Chopin del juego); se conoce como dilatación gravitacional del tiempo.

El desplazamiento hacia el rojo gravitacional primero fue medido en 1959 en un experimento del laboratorio por la libra y Rebka y confirmado más adelante por observaciones astronómicas. Hay medidas directas numerosas de la dilatación gravitacional del tiempo usar los relojes atómicos mientras que la validación en curso se proporciona como efecto secundario de la operación del sistema de navegación mundial (GPS). Las pruebas en campos gravitacionales más fuertes son proporcionadas por la observación binaria todos los resultados de los pulsares están de común acuerdo con relatividad general; sin embargo, en el nivel actual de exactitud, estas observaciones no pueden distinguir entre la relatividad general y otras teorías en las cuales el principio de equivalencia es válido.

Desviación ligera y de retraso de tiempo gravitacional

considera también: Problema de Kepler en la relatividad general,

l retardo de Shapiro

En relatividad general, la luz sigue una variedad especial de mundo-línea recto-posible, supuesta luz-como o la geodesia nula - una generalización de las líneas rectas a lo largo de las cuales la luz viaja en la física clásica, y la invariación Lightspeed en la relatividad especial . Mientras que uno examina los spacetimes modelo convenientes (la solución exterior de Schwarzschild o, para más que una sola masa, la extensión Poste-Neutoniana ), varios efectos de la gravedad en la propagación ligera emergen.

El más conocido es el doblez de la luz en un campo gravitacional: ligero el paso de un cuerpo masivo se desvía hacia ese cuerpo. Mientras que tal efecto puede también ser derivado ampliando la universalidad de la caída libre para encenderse, el ángulo de la desviación máximo que resulta de tales cálculos heurísticos es solamente mitad del valor dado por relatividad general; del punto de vista de la teoría de Einstein consideran el efecto de la gravedad el hora, pero no sus consecuencias para el combeo del espacio. Un ejemplo importante de esto es luz de las estrellas que es desviada pues pasa el Sun ; en consecuencia, las posiciones de las estrellas observadas en la vecindad del Sun durante un eclipse solar aparecen cambiadas de puesto por los segundos hasta 1.75 del arco que este efecto primero fue medido por una expedición británica dirigió por el Arturo Eddington, y confirmadas con una exactitud perceptiblemente más alta por medidas subsecuentes.

Estrechamente vinculado al doblez de la luz es el de retraso de tiempo gravitacional, también conocido como el efecto de Shapiro: las señales ligeras llevan más de largo el movimiento a través de un campo gravitacional que en la ausencia del campo gravitacional. Este efecto fue descubierto con las observaciones de las señales de radar enviadas de la tierra a los planetas tales como Venus o Mercury y por lo tanto reflejadas detrás; más adelante, medidas mucho más exactas utilizaron las señales enviadas a las puntas de prueba de espacio y devueltas usar los transpondores activos. En la caja de los planetas y las puntas de prueba, qué fue medida era la propagación de señales en el campo gravitacional del Sun. Medidas más recientes han detectado el efecto de Shapiro en las señales enviadas por un pulsar que es parte de un sistema binario; en ese caso, el campo gravitacional que causa el de retraso de tiempo es el del otro pulsar. En el el formalismo poste-Neutoniano dado parámetros (PPN), medidas de la desviación de la luz y del de retraso de tiempo gravitacional se utiliza para determinar un parámetro llamado el $\backslash \; gamma$ que refleja la influencia de la gravedad en la geometría del espacio.

Ondas gravitacionales

considera también:

las ondas gravitacionales Hay varias analogías entre la gravedad y el electromagnetismo del débil-campo. Uno es ése, porque las ondas electromagnéticas allí son las ondas gravitacionales correspondientes : ondulaciones en espacio-tiempo que propagan a la velocidad de la luz .

La variedad más simple de onda gravitacional se puede visualizar vía su acción en un anillo de partículas libremente flotantes (véase la primera imagen a la derecha). Mientras que una onda de seno simple propaga a través de tal anillo fuera de la página hacia el lector, el anillo se tuerce en una manera característica, rítmica (véase la segunda imagen a la derecha). Tales ondas gravitacionales linearizadas son importantes cuando viene a describir las ondas excesivamente débiles que se espera que lleguen aquí en la tierra de los acontecimientos cósmicos remotos, que dan lugar típicamente a las distancias que aumentan y que disminuyen por $10^\; \{-\; 21\}$ o menos. Los métodos de análisis de datos hacen uso rutinario del hecho de que estas ondas linearizadas pueden ser el descompuesto Fourier. Es, sin embargo, importante observar que las ondas linearizadas son solamente aproximaciones. Genéricamente, la ausencia de linealidad de las ecuaciones de Einstein significa que no hay superposición linear para las ondas gravitacionales. La descripción de tales ondas más generales no es una tarea fácil. Hay algunas soluciones exactas que describen ondas gravitacionales, por ejemplo un tren de onda que viaja a través de espacio vacío o las variedades supuestas de los universos de Gowdy de un cosmos de extensión llenado de las ondas gravitacionales, mientras que, cuando viene a describir las ondas gravitacionales producidas en situaciones astrophysically relevantes tales como la fusión de dos calabozos, los métodos numéricos son actualmente la única manera de construir modelos apropiados.

Efectos orbitales y la relatividad de la dirección

considera también: Problema de Kepler en

la relatividad general La relatividad general diferencia de mecánicos clásicos en un número de predicciones referentes a cuerpos orbiting. El pulso de uno se refiere a los cambios relativistas del apside, al decaimiento orbital causado por la emisión de ondas gravitacionales, y a los efectos que son debido a la relatividad de la dirección.

Precedencia de apsides

En relatividad general, los apsides de las órbitas (los puntos de un acercamiento más cercano del cuerpo orbiting al centro de masa del sistema) progresarán con un movimiento de precesión - la órbita no está una elipse, sino relacionado con una elipse que gire en su foco, dando por resultado un rosetón - como forma (véase la imagen). Einstein mismo derivó este resultado usando un métrico aproximado representando el límite neutoniano y tratando el cuerpo orbiting como una partícula de prueba ; el resultado puede también ser obtenido usando el exacto Schwarzschild métrico (que describe espacio-tiempo alrededor de una masa esférica) o el formalismo Poste-Neutoniano de un mucho más general. El efecto es debido a la influencia de la gravedad en la geometría del espacio y a la manera que la energía de uno mismo contribuye a la gravedad de un cuerpo (es decir la clase especial de la ausencia de linealidad exhibida por la teoría de Einstein).

Un éxito temprano de la relatividad general era que la teoría ofreció una explicación directa para un cambio anómalo del perihelio del Mercury del planeta, que había sido descubierto por el Urbain Le Verrier en 1859 pero había seguido siendo misteriosa. Este acuerdo entre la teoría y el experimento confirmados para Einstein que él tenía en el último identificado la forma correcta de las ecuaciones de campo gravitacional . Observaciones más recientes han demostrado que las ecuaciones de campo predicen el cambio anómalo correcto del perihelio para todos los planetas donde esto puede ser medida exactamente (el Mercury, el Venus y el conectan a tierra ). El efecto también ha sido llegados sistemas binarios del pulsar donde está más grande por cinco órdenes de la magnitud .

Decaimiento orbital

¡de debajo (de las ondas gravitacionales de la subdivisión en usos astrofísicos), satisface tan no cambia su título o usted romperá las relaciones --> Según relatividad general, un sistema binario emitirá las ondas gravitacionales, de tal modo perdiendo la energía . Debido a esta pérdida, la distancia entre las dos disminuciones orbiting de los cuerpos, y hace tan su período orbital. Dentro de la Sistema Solar o para las estrellas dobles ordinario el efecto es demasiado pequeño ser observable. No tan para un pulsar binario, un sistema cercano de dos estrellas de neutrón orbiting, uno cuyo es un pulsar : del pulsar, los observadores en la tierra reciben una serie regular de pulsos de radio que puedan servir como reloj alto exacto, que permite medidas exactas del período orbital; puesto que las estrellas de neutrón son muy compactas, las cantidades significativas de energía se emiten bajo la forma de radiación gravitacional.

La primera observación de una disminución del período orbital debido a la emisión de ondas gravitacionales fue hecha por el Hulse y el Taylor usar el binario PSR1913+16 del pulsar que habían descubierto en 1974; asciende a la primera detección indirecta de ondas gravitacionales, recompensada con el Premio Nobel En la física en 1993. Desde entonces, se han encontrado varios otros pulsares binarios, el hallazgo más espectacular que era el doble PSR J0737-3039 del pulsar en el cual ambas estrellas son pulsares.

Precedencia y marco-fricción geodésicas

considera también: Precedencia geodésica, capítulo que arrastra el

Varios efectos relativistas se relacionan directo con la relatividad de la dirección. Uno es la precedencia geodésica : para un giroscopio en caída libre en espacio-tiempo curvado, la dirección de su eje cambiará cuando está comparada, por ejemplo, con la dirección de la luz recibida de las estrellas distantes - aunque su movimiento viene lo más cerca posible a guardar su constante de la dirección del eje (" " del transporte del paralelo;). Para la luna - tierra - el sistema, este efecto se ha medido con la ayuda del laser lunar de alcance; más recientemente, se ha medido para las masas de la prueba a bordo de la punta de prueba basada en los satélites B de la gravedad a una precisión del mejor de 1 por ciento.

Cerca de una masa giratoria, hay gravitomagnetic supuesto o Marco-que arrastra efectos de : para un observador distante, parecerá que los objetos cerca de la masa consiguen el " around" arrastrado; ; esto es la más extremo para el que gira los calabozos donde, para un objeto que entra en una zona conocida como el Ergosphere, está inevitable la rotación. Tales efectos se pueden probar otra vez con su influencia en la orientación de un giroscopio en caída libre: las pruebas algo polémicas se han realizado usar los satélites LAGEOS, confirmando la predicción relativista; una medida de precisión es la puntería principal de la misión de la punta de prueba B de la gravedad, cuyos resultados finales se esperan en mayo de 2008.

Usos astrofísicos

El lensing gravitacional

considera también:

lensing gravitacional La desviación de la luz por gravedad puede tener un efecto secundario intrigante: un objeto masivo entre el observador y un objeto distante de la blanco permite para que el observador considere las imágenes torcidas múltiples de la blanco. Este y los efectos similares se conocen como descripciones lensing gravitacionales del ref>For de lensing gravitacional y sus usos, consideran y. y, dependiendo de la configuración, escala, y distribución en masa, puede dar lugar a dos imágenes, a un anillo brillante conocido como anillo de Einstein, o a los anillos parciales llamados los arcos. El ejemplo más temprano fue descubierto en 1979; desde entonces, más que cientos lentes gravitacionales se han observado. Las imágenes demasiado cerca que se resolverán pueden todavía llevar a un efecto mensurable, a saber una iluminación total de una estrella dada o de otra punto-como objeto; un número de tal " Microlensing events" se ha observado, también.

El lensing gravitacional se ha convertido en una herramienta de la astronomía de observación . Notablemente, se utiliza para detectar la presencia y la distribución de la materia oscura, proporciona un " telescope" natural; para observar galaxias distantes, y obtener una estimación independiente Hubble constante. Las evaluaciones estadísticas de datos lensing también se utilizan para entender la evolución estructural de las galaxias .

Astronomía de la onda gravitacional

considera también:

las ondas gravitacionales De observaciones de pulsares binarios, hay evidencia indirecta fuerte de la existencia de ondas gravitacionales (véase la sección en el decaimiento orbital, arriba). Sin embargo, las ondas gravitacionales que nos alcanzaban de las profundidades del cosmos no se han detectado directo, el este ser una de las metas principales de la investigación relatividad-relacionada actual. Con este fin, un número de detectores de onda gravitacional cones base en tierra son actual en funcionamiento, especialmente el interferométrico GEO 600 de los detectores, el LIGO (tres detectores), el TAMA 300 y el VIRGO . Una misión Nosotros-Europea común para lanzar un detector espacial, LISA, está actual en el desarrollo, con una deuda de la misión del precursor (pionero de LISA) para el lanzamiento en finales de 2009.

Las ondas gravitacionales prometen rendir la información sobre objetos astronómicos que es inaccesible por observaciones usar la radiación electromágnetica : Se espera que los detectores terrestres rindan la nueva información sobre fase y fusiones inspiral de los calabozos binarios de la masa estelar y de los binarios que consisten en un tal calabozo y una estrella de neutrón (del interés como un mecanismo del candidato para el rayo gama estalla ; podían también detectar señales Corazón-se derrumban las supernovas y de fuentes periódicas tales como estrellas de neutrón giratorias con la pequeña deformación. Si hay la verdad a la especulación sobre ciertas clases de las transiciones de fase o de torcedura estalla de las secuencias cósmicas largo en el universo muy temprano (en los tiempos cósmicos alrededor de segundos de $10^\; \{-\; 25\}$) que éstos podrían también ser perceptibles. Los detectores espaciales como LISA deben detectar objetos tales como binarios que consisten en dos enanos blancos y las estrellas CVn (una cuestión de acrecentamiento blanca del enano de su socio binario, de una estrella del helio de la bajo-masa), y también observan las fusiones de los calabozos y el inspiral de Supermassive de objetos más pequeños (entre uno y las masas solares de mil en tales calabozos. LISA debe también poder escuchar la misma clase de fuentes del universo temprano como detectores terrestres, pero en incluso frecuencias más bajas y con sensibilidad grandemente creciente.

Calabozos y otros objetos compactos

considera también:

los calabozos Siempre que un objeto llegue a ser suficientemente compacto, la relatividad general predice la formación de un calabozo : una región de espacio de la cual nada, no incluso luz, puede escaparse. En los modelos actual aceptados de la evolución estelar, las estrellas de neutrón con la masa solar de alrededor 1.4 y los calabozos estelares supuesto con algunos a algunas masas solares docena son probablemente el estado final para la evolución de estrellas masivas. Los calabozos de Supermassive con entre algunos millones y algunas masas solares mil millones ahora son probablemente la regla algo que la excepción en los centros de galaxias, y su presencia se piensa para haber desempeñado un papel importante en la formación de galaxias y de estructuras cósmicas más grandes.

Astronómico, la característica más importante de objetos compactos es que proporcionan un mecanismo magnífico eficiente para convertir gravitacional en energía de la radiación. El aumento, el caer del polvo o materia gaseosa sobre el los calabozos supermassive estelares de o, es probablemente responsable de algunos objetos astronómicos espectacular luminosos, clases notablemente diversas de los núcleos galácticos activos en escalas galácticas y los objetos del estelar-tamaño tales como Microquasars particularmente, aumento pueden llevar a los jets relativistas las vigas enfocadas de las partículas alto enérgias que casi se están arrojando en espacio a la velocidad ligera . La relatividad general desempeña un papel fundamental en el modelado de todos estos fenómenos, efectos lensing relativistas que son pensados para desempeñar un papel de las señales recibidas de los pulsares de la radiografía

Límites en compacticidad de la observación de los fenómenos aumento-conducidos (" " de la luminosidad de Eddington;), observaciones de dinámicas estelares en el centro de nuestra propia galaxia de la manera lechosa, e indicaciones que por lo menos algunos de los objetos compactos en la pregunta aparecen hacer que ninguna superficie sólida proporcione la evidencia indirecta fuerte para la existencia de calabozos. Evidencia directa, tal como observación del " shadow" del horizonte central del calabozo de la galaxia de la manera lechosa, se busca con impaciencia para.

Los calabozos son también blancos solicitadas en la búsqueda para las ondas gravitacionales (véase las ondas gravitacionales de la sección, arriba): la combinación de binarios del calabozo debe llevar a algunas de las señales más fuertes de la onda gravitacional que alcanzan detectores aquí en la tierra, y las simulaciones confiables de tales fusiones son uno de los objetivos principales de la investigación actual en la relatividad numérica ; la fase directo antes de la fusión (" chirp") podía ser utilizado como " " de la vela estándar ; para deducir la distancia a los acontecimientos de la fusión, y por lo tanto como punta de prueba de la extensión cósmica en las distancias grandes; las ondas gravitacionales producidas como zambullidas estelares de un calabozo en supermassive deben servir como punta de prueba de la geometría supermassive del calabozo.

Cosmología

considera también:

físico del cosmología

Cada solución de las ecuaciones de Einstein describe un universo entero, así que debe venir como ninguna sorpresa que hay las soluciones que proporcionan los modelos útiles para el cosmología, el estudio del universo en conjunto. Los modelos actuales se basan en una extensión de la forma original de ecuaciones de Einstein que incluyan el $cosmológico\; \backslash \; Lambda$ del constante, un término adicional que tenga una influencia importante en la dinámica en grande del cosmos, + \ = \ kappa de la lambda de G_ del $del\; \{ab\}\; \backslash \; del\; g\_\; \{ab\}\; \backslash ,\; T\_\; \{ab\}$ donde está el espacio-tiempo el g_ab métrico. En base de las soluciones isotrópicas y homogéneas de estas ecuaciones realzadas, las soluciones supuestas del Friedmann-Lemaître-Robertson-Caminante, se construyen los modelos del cosmología moderno en los cuales el universo se ha desarrollado durante los últimos 14 años mil millones a partir de una fase grande de la explosión caliente, temprano. Una pequeña cantidad de parámetros (por ejemplo densidad mala de la materia del universo) han sido fijados una vez por la observación astronómica, otros datos de observación se pueden utilizar para poner los modelos a la prueba: las predicciones acertadas incluyen la abundancia inicial de elementos químicos formados en un período de nucleosynthesis primordial, que está en el buen acuerdo con observaciones astronómicas; la existencia y las características de un " Echo" termal ; del cosmos temprano, de la radiación de fondo cósmica, y de la distribución en grande de galaxias.

El estado de los modelos resultantes es mezclado. Por una parte, los modelos estándar del cosmología han sido muy acertados: hasta la fecha, han pasado todas las pruebas de observación, y han probado una base sólida a explicar la evolución de la estructura en grande del universo. Por una parte, hay un número de no se sabe importantes. La determinación de parámetros cosmológicos (conforme a otras observaciones astronómicas) sugiere que ése el cerca de 90 por ciento de toda la materia en el universo sea bajo la forma de materia oscura supuesto, que tiene la masa (y por lo tanto influencia gravitacional), pero que no obre recíprocamente electromágnetico (y por lo tanto no puede ser observado directo); no hay actual descripción generalmente aceptada de esta nueva clase de materia en el marco de la física de partícula o de otra manera. Un no se sabe similar es el de la energía oscura . La evidencia de observación de encuestas sobre el desplazamiento hacia el rojo de las supernovas distantes y las medidas de la radiación de fondo cósmica demuestran que la evolución de nuestro universo es influenciada perceptiblemente por un constante cosmológico dando por resultado una aceleración de la extensión cósmica o, equivalente, por una forma de energía con una ecuación inusual estado, a saber energía oscura; la naturaleza de esta nueva forma de energía sigue siendo confusa.

Un número de otros problemas de los modelos cosmológicos clásicos (tales como " porqué está el homogeneous" cósmico de la radiación de fondo tan alto;) han llevado a la introducción de una fase adicional de extensión fuerte acelerada en las horas cósmicas alrededor de los segundos de $10^\; \{-\}$, conocidos como fase inflacionista . Mientras que las medidas recientes de la radiación de fondo cósmica han dado lugar a la primera evidencia de este panorama, sigue habiendo los problemas. Hay una variedad desconcertante de panoramas inflacionistas posibles no restringidos por observaciones actuales. También, los restos de la pregunta qué sucedieron en el universo más temprano, cerca de donde los modelos clásicos predicen la singularidad grande de la explosión; una respuesta autoritaria requeriría una teoría completa de la gravedad de Quantum, que no existe en el momento (cf. la gravedad de Quantum de la sección, abajo).

Conceptos avanzados

Estructura causal y geometría global

considera también:

causal de la estructura En relatividad general, ningún cuerpo material puede alcanzar o encima tomar una pulsación de luz; ninguna influencia de un acontecimiento A puede alcanzar cualquier otra localización antes de la luz enviada en A hace tan. Por lo tanto, una exploración de todos los worldlines ligeros (la geodesia nula rinde la información dominante sobre la estructura causal del espacio-tiempo. Esta estructura se puede exhibir usar los diagramas de Penrose-Carretero en los cuales las regiones infinitamente grandes de espacio y los intervalos de tiempo infinitos se encogen (" " comprimido ;) para caber sobre un mapa finito, mientras que la luz todavía viaja a lo largo de diagonales como en los diagramas estándar del espacio-tiempo

Enterado de la importancia de la estructura, Rogelio Penrose y de otros causales desarrolló las técnicas importantes que ahora se llaman el la geometría global . En geometría global, el objeto del estudio no es una solución particular (o familia de soluciones) a las ecuaciones de Einstein. Algo, las relaciones que son verdad para toda la geodesia, tal como la ecuación de Raychaudhuri, se utilizan conjuntamente con asunciones no específicas sobre la naturaleza de la materia (bajo la forma de energía supuesta condiciona generalmente ) para derivar resultados generales.

Particiones cósmicas: horizontes

considera también: Horizonte (relatividad general), ningún teorema,

l pelo de los mecánicos del calabozo Una de las conclusiones más llamativas que se pueden extraer de estudios de la geometría global es la existencia de los límites llamados los horizontes, que demarcan una región del espacio-tiempo del resto del espacio-tiempo. Los ejemplos más conocidos son los calabozos : si la masa es comprimida en una región suficientemente compacta de espacio, uno puede definir una superficie que separe el interior del mundo exterior. Ninguna luz del interior puede escaparse al exterior, y puesto que, en relatividad general, ningún objeto puede alcanzar una pulsación de luz, todo materia del interior se encarcela también. Sin embargo, la materia y la radiación pueden cruzar el horizonte en el calabozo - ésta ilustra la idea que los horizontes no son las barreras físicas que actúan como “moldes”. El objeto resultante se conoce como un black hole, y la superficie en la pregunta como el horizonte del calabozo. Los estados de la conjetura del aro cuando se espera que un calabozo forme: cada masa $M$ determina una longitud conocida como el radio de Schwarzschild,

$r\_s=\; \backslash \; frac\; \{2GM\}\; \{c^2\},$

donde está el constante $G$ gravitacional y $c$ la velocidad de la luz . Imaginarse un aro circular con la circunferencia $2\; \backslash \; pi\; r\_s$. Una masa $M$ bastante pequeña a caber a través de ese aro, sin importar su orientación relativa, es bastante compacta formar un calabozo.

Los estudios iniciales del calabozo confiaron en los modelos simplificados obtenidos de las soluciones explícitas de la ecuación de Einstein, especialmente de la solución esférico-simétrica de Schwarzschild (usado para describir un calabozo estático ) y de la solución axisimétrica de Kerr (usada para describir una rotación, calabozo inmóvil ). Los estudios subsecuentes usar geometría global han revelado características más generales de calabozos. A largo plazo, son objetos algo simples caracterizados por once parámetros que especifican la energía, el ímpetu linear, el ímpetu angular, la localización en un rato especificado y la carga eléctrica . Éste es el resultado de qué se llaman los teoremas de la unicidad del calabozo: " los calabozos no tienen ningún hair", es decir, ningunas marcas de distinción tienen gusto de peinados de seres humanos. Con independencia de la complejidad de un objeto de gravitación que se derrumba para formar un calabozo, el objeto que resulta (emitiendo las ondas gravitacionales ) es muy simple.

Más notable, hay un sistema general de leyes conocidas como mecánicos del calabozo, análogos a las leyes de la termodinámica . Por ejemplo, por la segunda ley de los mecánicos del calabozo, el área del horizonte de acontecimiento de un calabozo general nunca disminuirá con tiempo, apenas como la entropía de un sistema termodinámico. Esta ley establece un límite a la energía que se puede extraer de un calabozo giratorio (e. por el Penrose de proceso). De hecho, hay prueba evidente que las leyes de los mecánicos del calabozo son de hecho un caso especial de las leyes de la termodinámica, y que el área del calabozo denota de hecho su entropía: los cálculos semiclásicos indican que los calabozos emiten la radiación termal, con la gravedad superficial desempeñando el papel de la temperatura en la ley de Planck. Esta radiación se conoce como radiación Hawking, y volveremos a ella en la sección en relatividad general y teoría de quántum, abajo.

Los horizontes también desempeñan un papel de otras clases de soluciones. En un universo de extensión, algunas regiones del pasado pueden ser inobservables (" " del horizonte de la partícula;), y algunas regiones del futuro no pueden ser influenciadas (horizonte de acontecimiento); en ambos casos, la localización del horizonte en espacio-tiempo depende del acontecimiento en la pregunta. Incluso en el espacio plano de Minkowski, cuando es descrito por un observador acelerado (espacio de Rindler), habrá horizontes (asociados a una radiación semiclásica conocida como radiación de Unruh).

Singularidades

considera también:

la singularidad del espacio-tiempo Otro general - y absolutamente disturbando - característica de la relatividad general es el aspecto de los límites del espacio-tiempo conocidos como singularidades. El espacio-tiempo ordinario puede ser explorado siguiendo en todas las maneras posibles que la luz y las partículas en caída libre puedan viajar (es decir, toda la geodesia del timelike y del lightlike). Pero hay los spacetimes que satisfacen todos los requisitos de la teoría de Einstein, con todo tiene " edges" desigual; - las regiones adonde las trayectorias de la luz y de las partículas que caen vienen a un extremo y a una geometría precipitados llegan a ser mal definidas. Por definición, éstas son las singularidades del espacio-tiempo. En casos más interesantes, las cantidades geométricas que caracterizan la curvatura del espacio-tiempo (e. el Ricci escalar) adquieren valores infinitos en tal " singularities" de la curvatura;. Los ejemplos bien conocidos de spacetimes con las singularidades futuras - donde extremo de Worldlines - está la solución de Schwarzschild, que describe una singularidad dentro de un calabozo estático eterno, o la solución de Kerr con su singularidad de forma anular dentro de un calabozo giratorio eterno. Las soluciones del Friedmann-Lemaître-Robertson-Caminante y otros spacetimes que describen los universos, tienen últimas singularidades por las cuales los worldlines comiencen, a saber las singularidades grandes de la explosión .

Dado apenas estos ejemplos, que son todo el alto simétricos y simplificado así, uno pudo pensar la ocurrencia en singularidades para ser una idealización. Los teoremas famosos de la singularidad probados usar los métodos de geometría global sugieren de otra manera: las singularidades son una característica genérica de la relatividad general, e inevitables una vez que el derrumbamiento de un objeto con las características realistas de la materia ha procedido más allá de cierta etapa y también al principio de una clase ancha de universos de extensión. Sin embargo, estos teoremas dicen muy poco sobre las características de singularidades, y mucha de investigación actual se dedica a caracterizar la estructura genérica de estas entidades (presumida e. por la conjetura supuesta BKL). Tan problemático como son las singularidades, hay las indicaciones que que todas las singularidades futuras realistas (donde no hay perfecta simetría, y la materia tiene características realistas) se ocultan con seguridad lejos detrás de un horizonte, y así invisible para todos los observadores distantes. Esto es postulada por la hipótesis cósmica ( Penrose 1969) de la censura; mientras que existe ninguna prueba formal de esta conjetura, la evidencia de apoyo de la oferta de las simulaciones numéricas de ella es validez.

Ecuaciones de la evolución

considera también:

la formulación del valor inicial (relatividad general)

Cada solución de la ecuación de Einstein abarca la historia entera de un universo - no es apenas una cierta foto de cómo son las cosas, solamente un espacio-tiempo entero : una declaración que abarca las declaraciones y la geometría por todas partes y en cada momento en ese universo particular. Por este símbolo, la teoría de Einstein aparece ser diferente de la mayoría de las otras teorías físicas, que especifican las ecuaciones de la evolución para los sistemas físicos; si el sistema está en un estado dado en un cierto momento dado, las leyes de la física permiten que usted extrapole su pasado o futuro. Para las ecuaciones de Einstein, aparecen ser diferencias sutiles comparadas con otros campos, por ejemplo, uno mismo-están obrando recíprocamente (es decir, el no linear incluso en la ausencia de otros campos, y ellas no tienen ninguna estructura fija del fondo - la etapa sí mismo se desarrolla mientras que se realiza el drama cósmico).

Sin embargo, para entender las ecuaciones de Einstein como ecuaciones diferenciales parciales es crucial reformularlas de una manera que describa la evolución del universo en un cierto plazo. Esto es alcanzada por el " supuesto; 3+1" formulaciones, donde el espacio-tiempo está partido en tres dimensiones del espacio y una dimensión del tiempo, tal como el formalismo ADM. Estas descomposiciones demuestran que las ecuaciones de la evolución del espacio-tiempo de la relatividad general son de hecho well-behaved, significando que existe el de las soluciones siempre y son el únicamente definida (se especifican las condiciones iniciales una vez convenientes). Las formulaciones como esto son también la base de la relatividad numérica : tentativas de simular la evolución de spacetimes relativistas (notablemente combinando los calabozos o derrumbamiento gravitacional) usar las computadoras.

Cantidades globales y cuasi-locales

considera también: Masa en

la relatividad general La noción de las ecuaciones de la evolución se ata íntimo adentro con otro aspecto de la física relativista general. En la teoría de Einstein, resulta ser imposible encontrar una definición general para una característica aparentemente simple tal como masa total de un sistema (o energía ). La razón principal de esto es que el campo gravitacional - como cualquie campo físico - debe ser atribuido cierta energía. Sin embargo, es fundamental imposible localizar esa energía.

Sin embargo, hay posibilidades para definir la masa total de un sistema, cualquiera usar un " hipotético; observer" infinitamente distante; ( ADM total) o las simetrías convenientes ( Komar total) si uno excluye de la masa total del sistema la energía que es llevada al infinito por las ondas gravitacionales, el resultado son el supuesto Bondi total en el infinito nulo. Apenas como en la física clásica, puede ser demostrado que estas masas son positivas. Las definiciones globales análogas existen para el ímpetu y el ímpetu angular . Además, ha habido un número de tentativas de definir cantidades cuasi-locales del, tales como la masa de un sistema aislado formulado usar solamente las cantidades definidas dentro de una región finita de espacio que contenía ese sistema; la esperanza es obtener una cantidad útil para las declaraciones generales sobre los sistemas aislados tal como una formulación más exacta de la conjetura del aro.

Teorías alternativas

considera también: Alternativas al

la relatividad general Hay un número de teorías que intentan describir la gravitación, algún siendo formulado antes del advenimiento de la relatividad mientras que otros se basan en relatividad general. Tales formulaciones que no incorporan nociones mecánicas del quántum se llaman las teorías clásicas de la gravitación, e incluyen teorías métricas del de la gravitación .

Por ejemplo, la ley de Newton de la gravitación universal era la primera teoría de campo de la gravitación, mientras que la teoría de los Salvados-Dicke diferencia solamente de relatividad general con la adición de un campo escalar. Hay también las teorías clásicas que intentan formular los esquemas constantes que combinan la gravitación y el electromagnetismo, el ser más bien conocido la teoría de Kaluza-Klein.

Las teorías clásicas de la gravitación son reemplazadas por esquemas más ambiciosos que las ideas mecánicas del quántum incorporado en relatividad general para unir la gravitación con alguno o todo el otro fundamental fuercen . Tales teorías incluyen el Supergravity y la teoría de la secuencia.

Incluso para el " field" débil; las observaciones confinadas a nuestra Sistema Solar, las varias teorías alternativas de la gravedad predicen desviaciones cuantitativo distintas de la gravedad neutoniana. En el débil-campo, límite a cámara lenta, es posible definir 10 parámetros experimental mensurables que caractericen totalmente predicciones de cualquier teoría. Este sistema de estos parámetros, que se pueden pensar áspero en como descripción de una clase del " dimensional diez; superspace" hecho de cierta clase de teorías clásicas de la gravitación, se conoce como formalismo (formalismo Poste-Neutoniano PPN de Parametrized). Los límites actuales en los parámetros de PPN son compatibles con GR.

Ver particularmente la confrontación entre la teoría y el experimento en la física gravitacional, un papel de revisión de Clifford Will.

Relación con los mecánicos de quántum

Ven a los mecánicos de Quantum como teoría fundamental de la física junto con relatividad general, pero combinar las dos teorías ha presentado muchas dificultades.

Teoría de campo de Quantum en espacio-tiempo curvado de

considera también: Teoría de campo de Quantum en

curvado del espacio-tiempo Normalmente, los modelos de la teoría de campo de Quantum se consideran en el espacio plano de Minkowski (o el espacio euclidiano ), que es una aproximación excelente para los campos gravitacionales débiles como ésos en la tierra. En presencia de campos gravitacionales fuertes, los principios de teoría de campo de quántum tienen que ser modificados. El espacio-tiempo es estático así que la teoría no es completamente relativista en el sentido de la relatividad general; es ni la independiente del fondo ni la covariante generalmente bajo grupo de Diffeomorphism. La interpretación de excitaciones de los campos de quántum como partículas siente bien al dependiente del marco. La radiación Hawking es una predicción de esta aproximación semiclásica.

La gravedad de Einstein es nonrenormalizable

La relatividad general se sabe actualmente para ser incompatible con los mecánicos de Quantum, significando eso si el campo gravitacional se analiza usar las reglas ordinarias de la teoría de campo de Quantum, las cantidades físicas se encuentra para ser divergente. Tales divergencias son comunes en teorías de campo de quántum, y pueden ser curadas agregando parámetros a la teoría conocida como Counterterms . Estos counterterms son los “infinitos” que son iguales en magnitud y contrario en muestra a los términos divergentes. Cuando se agregan, la cancelación de los infinitos, saliendo solamente de términos finitos, pero modificando el significado de términos en la ecuación tal como " mass" y " charge" .

Muchas de las mejores teorías de campo entendidas de Quantum, tales como electrodinámica de Quantum, contienen las divergencias que son canceladas por los counterterms que se han medido con eficacia. Uno necesita decir el con eficacia porque los counterterms son infinitos, no obstante es suficiente medir cantidades observables, tales como partícula física se forman formalmente y constantes del acoplador, que dependen de los counterterms de una manera tal que la varia cancelación de los infinitos.

Un problema se presenta, sin embargo, cuando la cancelación de todos los infinitos requiere la inclusión de un número infinito de counterterms. En este caso la teoría reputa el Nonrenormalizable . Mientras que las teorías nonrenormalizable se consideran a veces como problemáticas, el marco de las teorías de campo eficaces presenta una manera de salir predicciones de poca energía de teorías nonrenormalizable. El resultado es una teoría que trabaja correctamente en las energías bajas, aunque tal teoría no se puede considerar una teoría todo pues no puede ser uno mismo-constante ampliado al reino de gran energía.

Teorías propuestas de la gravedad de quántum

Los ajustes de la relatividad general agradable en el formalismo eficaz de la teoría de campo y hacen predicciones sensibles en las energías bajas. Sin embargo, arriba bastantes energías quieren el " break" la teoría.

Se sostiene generalmente que uno de los problemas sin resolver más importantes de la física moderna es el problema de obtener la teoría de quántum verdadera de la gravitación, es decir, la teoría elegida por la naturaleza, una que trabaje en todas las energías. Las tentativas desechadas en la obtención de tales teorías incluyen el Supergravity, una teoría de campo que unifique relatividad general con el Supersymmetry . En el superstring en segundo lugar la revolución, el supergravity se ha vuelto en la manera, con su terminación hasta ahora indefinida del quántum rebranded con un nuevo nombre: M-teoría .

Un acercamiento muy diverso a ése descrito arriba es empleado por la gravedad de quántum del lazo . En este acercamiento, uno no intenta cuantificar el campo gravitacional mientras que uno cuantifica otros campos en teorías de campo de quántum. Así la teoría no se plaga con divergencias y una no necesita counterterms. Sin embargo no se ha demostrado que el límite clásico de gravedad de quántum del lazo de hecho contiene gravedad Einsteinian del espacio plano. Este que es dicho, el universo tiene solamente un espacio-tiempo y no es plano en todas las escalas.

De estas dos ofertas, el acercamiento de la M-teoría es más ambicioso en que también intenta incorporar las otras fuerzas sabidas del fundamental de la naturaleza, mientras que " de la gravedad de quántum del lazo; merely" intenta proveer de una teoría de quántum viable de la gravitación un límite clásico bien definido que convenga con relatividad general.

Historia

considera también: Historia de la relatividad general, época dorada de la relatividad general, teorías clásicas de

la gravitación Pronto después de publicar su teoría de la relatividad especial en 1905, Einstein comenzó a pensar de cómo incorporar la gravedad en su nuevo marco relativista. Sus consideraciones lo llevaron de un experimento simple del pensamiento que implicaba a un observador en caída libre al principio de equivalencia y por lo tanto a una teoría completamente geométrica de la gravedad: de exploraciones de algunas consecuencias del principio de equivalencia tales como la influencia de la gravedad y aceleración en la propagación de la luz publicó en 1907 al trabajo principal en los años 1911 a 1915 con la realización del papel de la geometría diferenciada (con ayuda Marcelo Grossmann en las intrincaciones de ese campo de las matemáticas) y una búsqueda larga, incluyendo los desvíos y los intentos fallidos, para las ecuaciones de campo que relacionaban geometría y el contenido masa-energía del espacio-tiempo. En diciembre de 1915, estos esfuerzos culminaron en la presentación de Einstein a la Academia de Ciencias prusiana de las ecuaciones de campo de Einstein .

Ya en 1916, el Schwarzschild encontró la solución epónima a las ecuaciones de campo de Einstein, poniendo la base para la descripción del derrumbamiento gravitacional y, eventual, de calabozos. El mismo año consideró los primeros pasos de la generalización a los objetos eléctricamente cargados que darían lugar a la solución de Reissner-Nordström . En 1917, Einstein inició el campo del cosmología relativista. Sin embargo, conforme al pensamiento contemporáneo, él intentó describir un universo estático, agregando el constante cosmológico a sus ecuaciones de campo originales para ese propósito. Cuando se convirtió en claro en 1929 con el trabajo Hubble y otros que nuestro universo se está ampliando de hecho (y descrito así mejor ampliando las soluciones cosmológicas encontradas por el Friedmann en 1922), el Lemaître formuló la versión más temprana de los modelos grandes de la explosión .

Durante todo ese vez, la relatividad general seguía siendo algo de una curiosidad entre teorías físicas. Había evidencia que era de hecho ser preferred a la descripción de Newton: Einstein mismo había demostrado en 1915 cómo explicó el avance anómalo del perihelio del Mercury del planeta, y una expedición 1919 llevada por el Eddington había anunciado la confirmación de la predicción de la relatividad general para la desviación de la luz de estrellas distantes por el Sun (Einstein inmediatamente que catapulta a la fama del mundo). Con todo estaba solamente con los progresos entre aproximadamente 1960 y 1975, ahora conocido como la época dorada de la relatividad general, que la teoría incorporó la corriente principal de la física teórica y de la astrofísica, como ambos la base teórica de los calabozos tan bien como sus usos astrofísicos (cuasares ) se convirtieron en pruebas claras, siempre más exactas de la Sistema Solar confirmaron la energía profética de la teoría, y el cosmología relativista, llegó a ser también favorable para dirigir pruebas de observación.

Estado

considera también: Pruebas la relatividad general La relatividad general es modelo acertado de a alto - de la gravitación y del cosmología. Ha pasado cada prueba inequívoca a la cual se ha sujetado hasta ahora, observationally y experimental. Es aceptada casi universal por la comunidad científica .

Sin embargo, la relatividad general es contraria con los mecánicos de Quantum . Además, la naturaleza de la singularidad gravitacional sigue siendo un no se sabe importante en relatividad general.

Actual, mejores pruebas de la relatividad general son necesarias. Incluso los descubrimientos binarios del pulsar más reciente prueban solamente relatividad general a la primera orden de la desviación de las proyecciones neutonianas en las parametrizaciones poste-Neutonianas . Una cierta manera de prueba en segundo lugar y de términos más altos de la orden es necesaria, y puede verter la luz en cómo la realidad diferencia de relatividad general (si lo hace).

Cualquier múltiple de Lorentzian es una solución de la ecuación de campo de Einstein para el el tensor concebible de la Tensionar-energía de algún . Así uno debe agregar asunciones auxiliares sobre las clases de energía, de ímpetu, y de tensión en el universo para hacer cualquier inferencia de GTR, e.

Ver también

teorías clásicas la gravitación
Contribuidores a la relatividad general
David Hilbert
Acción de Einstein-Hilbert
Recursos, una lista de la relatividad general de lectura anotada que da la información bibliográfica sobre algunos de los recursos citados.
Época dorada de la relatividad general
Historia de la relatividad general
Introducción a las matemáticas de la relatividad general
Matemáticas de la relatividad general

class=" del