A teoria das cordas: a gravidade como geometria

A teoria do continuum espaço-tempo já existia, mas sob a relatividade geral de Einstein era capaz de descrever a gravidade como a curvatura da geometria do espaço-tempo. Einstein definido um conjunto de equações de campo, o que representou a maneira que a gravidade se comportou em resposta a matéria no espaço-tempo. Essas equações de campo poderia ser usado para representar a geometria do espaço-tempo em que esteve no centro da teoria da relatividade geral.

Como Einstein desenvolveu sua teoria da relatividade geral, ele teve que refinar noção de continuum espaço-tempo de Minkowski em uma estrutura matemática mais precisa. Ele também introduziu um outro princípio, o princípio da covariância. Este princípio afirma que as leis da física devem ter a mesma forma em todos os sistemas de coordenadas.

Em outras palavras, todas as coordenadas espaço-tempo são tratados da mesma pelas leis da física - na forma de equações de campo de Einstein. Isto é semelhante ao princípio da relatividade, que afirma que as leis da física são as mesmas para todos os observadores que se deslocam a velocidades constantes. De fato, após a relatividade geral foi desenvolvido, ficou claro que os princípios da relatividade especial eram um caso especial.

princípio básico de Einstein era que não importa onde você está - Toledo, Monte Everest, Júpiter, ou a galáxia de Andrômeda - as mesmas leis se aplicam. Desta vez, porém, as leis foram as equações de campo, e seu movimento poderia muito definitivamente impacto que soluções saiu das equações de campo.

Aplicação do princípio da covariância significava que a coordenadas espaço-temporais em um campo gravitacional teve que trabalhar exatamente da mesma maneira como coordena o espaço-tempo em uma nave espacial que estava acelerando. Se você está acelerando através do espaço vazio (onde o campo de espaço-tempo é plano, como na foto à esquerda), a geometria do espaço-tempo parece curva.

Isto significa que se houver um objecto com massa geração de um campo gravitacional, que tinha a curva de campo espaço-tempo, bem como (como mostrado na imagem da direita da figura).

Em outras palavras, Einstein tinha conseguido explicar o mistério newtoniano de onde a gravidade veio! Gravidade resultou de objetos maciços dobra-se a geometria do espaço-tempo.

Porque o espaço-tempo curvo, os objetos em movimento através do espaço iria seguir o caminho “reto” ao longo da curva, o que explica o movimento dos planetas. Eles seguem uma trajetória curva em torno do sol porque o sol curva o espaço-tempo ao seu redor.

Novamente, você pode pensar nisso por analogia. Se você estiver voando de avião na Terra, você seguir um caminho que se curva ao redor da Terra. Na verdade, se você tomar um mapa plano e desenhar uma linha reta entre os pontos de início e fim de uma viagem, que seria não ser o caminho mais curto a seguir.

O caminho mais curto é realmente aquele formado por um “grande círculo” que você obteria se você cortar a Terra diretamente ao meio, com os dois pontos ao longo do lado de fora da corte. Viajar de Nova York para o norte da Austrália envolve voando ao longo sul do Canadá e Alaska - nem perto de uma linha reta sobre os mapas planos que estamos acostumados.

Video: A Gravidade e a Teoria de Cordas

Da mesma forma, os planetas do sistema solar seguir os caminhos mais curtos - aqueles que exigem a menor quantidade de energia - e que resulta no movimento que observamos.