Mi entendimiento siempre ha sido que lo hace a partir de cursos de ciencias convencionales, pero realmente pensándolo bien, me preguntaba si este es realmente el caso.
Según mi limitado entendimiento, existe la teoría de que hay gravitones que actúan como partículas para unir dos masas diferentes. Si estos gravitones son realmente las partículas físicas de la gravedad, entonces un supuesto «vacío» que tuviera gravedad no sería un vacío en absoluto. ¿Un vacío real debería carecer de estas partículas y, por tanto, carecer de gravedad?
¿Cualquier cosa en el vacío debería implosionar debido a su propia atracción gravitacional dentro de sí mismo? Si este es el caso, ¿podríamos decir en un vacío real, la gravedad externa no existe?
Comentarios
- Yo ‘ no estoy seguro de haber entendido el último punto sobre la implosión; si colocaras un planeta en un universo que estaba completamente vacío, no ‘ No espere que el planeta implosione porque ‘ su propia presión interna sería igual a la gravedad presionando hacia adentro
- Incluso considerando únicamente los modelos clásicos, ¿diría usted que, por definición, la luz no puede atravesar un vacío, porque si lo hiciera, el llamado vacío contendría fotones (» corpuscles como Newton llamó a sus partículas de luz teorizadas) en tránsito? Si lo define así, entonces ‘ es sólo una forma más en la que ‘ no existe nada parecido a un vacío. ..
- Cuando estaba en la escuela secundaria, un maestro puso una pelota de goma y una pluma en un tubo de plástico transparente. Inclinó el tubo hacia adelante y hacia atrás y vimos que la bola caía rápidamente mientras la pluma descendía lentamente. Luego selló los extremos del tubo y usó una bomba para eliminar (casi) todo el aire del interior. Inclinó el tubo hacia atrás y hacia adelante de nuevo y la bola y la pluma cayeron una al lado de la otra al mismo ritmo. Ok, entonces el tubo no era un vacío completo al 100%, y la gravedad que actúa sobre la bola y la pluma vino de la tierra que no estaba en el tubo. Pero a veces estas pequeñas demostraciones son muy útiles.
- @cobaltduck: creo que a lo que ‘ está llegando es a si un vacío debe contener partículas en todos, ni siquiera los gravitones teóricos sin masa. Tu maestro de secundaria probablemente no ‘ no pudo succionar todos los gravitones de la cámara (y probablemente no ‘ no la rodeó con un escudo que bloquea la gravedad para evitar que los gravitones lo atraviesen). Como dijiste, el equipo de laboratorio de la escuela secundaria no ‘ ni siquiera fue capaz de lograr un vacío muy fuerte, por lo que quedaron muchas moléculas de aire dentro de la cámara (pero no lo suficiente como para interrumpir el experimento).
- Incluso sin considerar los gravitones y utilizando un modelo clásico, debe considerar exactamente lo que considera que es » gravedad «: ¿el campo, o el efecto acelerador del campo? El campo solo influye en la materia, por lo que en un vacío ideal, no habría materia sobre la que influir el campo, por lo que el campo sería indetectable y no se observaría ninguna influencia acelerada debida a la gravedad. Pero presumiblemente si la materia apareciera espontáneamente dentro del vacío, sería influenciada por el campo (y crearía su propio campo); por lo tanto, se puede decir que el campo » existe » en cierto sentido.
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Tu intuición es buena , pero estás mezclando algunos fenómenos cuánticos y clásicos.
En la física clásica (es decir, no cuántica), un vacío es una región del espacio sin materia. Puedes tener campos electromagnéticos en el vacío, siempre que las cargas que crean los campos estén en una región diferente. De la misma manera, puede tener campos gravitacionales en el vacío, generados por masas en algún otro lugar del espacio. En esta descripción clásica del universo, no existen los fotones o gravitones, y todo (en su mayor parte) funciona.
En física cuántica, la historia no es tan fácil. Como dices, ahora nuestros campos de fuerza también son partículas (fotones y gravitones), así que tal vez un ¿El «vacío cuántico» no debería «incluirlos tampoco? Desafortunadamente, resulta que en la mecánica cuántica (como señaló Rob) es imposible tener un vacío perfecto, un estado sin partículas en absoluto. Una forma de ver esto es a través del principio de incertidumbre de energía-tiempo: $ \ Delta E \ \ Delta t > \ hbar / 2 $.
Un vacío perfecto, un estado sin partículas en absoluto, debe tener exactamente cero energía. Si la energía es exactamente cero, entonces es completamente seguro y $ \ Delta E = 0 $, lo que viola el principio de incertidumbre. Entonces, el vacío cuántico no es un estado con cero partículas, es un estado con probablemente cero partículas.Y en diferentes situaciones puede resultarle útil modificar la definición de «probablemente», por lo que hay muchas cosas diferentes que los físicos llamarán «vacío» en la mecánica cuántica.
Esta idea, que la mecánica cuántica existe siempre hay algunas partículas en cualquier región del espacio, tiene algunas consecuencias interesantes que «hemos verificado en el laboratorio. Una es el efecto Casimir . Se trata de una fuerza que aparece cuando mueves dos objetos en el vacío tan juntos que la presión de estos fotones «virtuales» hace que se atraigan. Otra es la partícula que descubrieron en el LHC, la Bosón de Higgs . El campo de Higgs tiene un «valor esperado de vacío», un vacío cuántico perfecto tendrá un campo de Higgs distinto de cero a lo largo de él. ¡Las excitaciones de este campo son las partículas de Higgs que se encuentran en el LHC!
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- Algunas excelentes respuestas aquí, gracias a todos. Ahora entiendo que el vacío puede ser relativo dependiendo sobre el contexto y no tiene por qué ser una cosa absoluta de la nada. Disculpas por la falta de votos positivos, ya que no tengo el representante.
- Muchas de las ideas en esta respuesta son útiles, pero muchas de ellas no son ‘ t del todo correctas . En primer lugar, el principio de incertidumbre tiempo-energía es a menudo algo resbaladizo de precisar adecuadamente y no se puede ‘ aplicarse para sacar las conclusiones aquí: de hecho, el vacío es un estado propio de energía por definición, por lo que tiene una energía exacta (aunque no un número de partículas exacto en una teoría interactiva). [Aparte: esto es por no hablar de las sutilezas habituales del hamiltoniano en la gravedad cuántica …] Además, el material de Higgs confunde el campo (con un VEV distinto de cero) con la partícula (fluctuaciones alejándose de este valor).
- @ Hológrafo, no pude ‘ estar más de acuerdo. Apuntaba a una respuesta más intuitiva que rigurosa, pero debería haber tenido más cuidado. Actualicé la discusión de Higg ‘ s, ¿tiene alguna sugerencia para aclarar o reemplazar el argumento de incertidumbre de energía-tiempo?
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El gravitón es el bosón gauge hipotético asociado con el campo gravitacional. Digo hipotético porque no está nada claro si la gravedad puede ser descrita por una teoría cuántica de campos, por lo que no está claro si los gravitones son una descripción útil.
En cualquier caso , no debe tomarse demasiado en serio la noción de partículas virtuales como el gravitón. Eche un vistazo al artículo de Matt Strassler sobre partículas virtuales . Las partículas virtuales son en realidad solo un dispositivo matemático para describir la energía en campos cuánticos. Entonces, incluso si el gravitón es una buena descripción de la gravedad, no deberíamos ver el vacío como lleno de gravitones y, por lo tanto, no es realmente un vacío.
Por ejemplo, supongamos que colocamos una partícula cargada en el vacío. ¿Afirmaría que el vacío no es un vacío porque hay un campo eléctrico en él? Si es así, también tendría que decir que el vacío cerca de un cuerpo masivo no es un vacío porque hay un campo gravitacional en él. Aunque supongo que esta afirmación tiene cierta validez, parece excesivamente entusiasta.
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- » ¿dirías que el vacío no es un vacío porque hay un campo eléctrico en él? » No … Yo diría que ‘ no es un vacío porque pusiste una partícula cargada en él.
- @PaddlingGhost: pero el campo creado por un cuerpo cargado se extiende hacia el vacío que lo rodea.
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Simplemente está confundiendo vacío con «nada», que es un concepto filosófico. Puede consultar la definición en wiki
El vacío es un espacio desprovisto de materia. . La palabra proviene del adjetivo latino vacuus para «vacante» o «vacío». Una aproximación a dicho vacío es una región con una presión gaseosa mucho menor que la presión atmosférica. [1] Los físicos a menudo discuten los resultados de pruebas ideales que ocurrirían en un vacío perfecto, al que a veces simplemente llaman «vacío» o espacio libre, y usan el término vacío parcial para referirse a un vacío imperfecto real como uno podría tener en un laboratorio o en el espacio.
Existen diferentes teorías que intentan explicar la gravitey (curvatura del espacio-tiempo, gravitón, etc) pero de acuerdo con nada de esta gravedad o gravitones se pueden considerar matter
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- ¿Podría adaptar esta respuesta para responder realmente a la pregunta? No ha ‘ no ha hablado sobre la gravedad aquí.
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En mecánica cuántica, es imposible eliminar todas las partículas del vacío.Un volumen de espacio-tiempo que contiene solo fotones y gravitones en equilibrio térmico (o no) me suena como un vacío perfectamente bueno.
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Un vacío perfecto nunca existe como se menciona en muchos otros comentarios. Todas las «partículas mensajeras» son fluctuaciones de sus respectivos campos (por ejemplo, el gravitón es un lugar en el campo gravitacional que tiene un valor de energía distinto de cero). Todos los campos están sujetos a fluctuaciones cuánticas, en esencia, rara vez tienen energía en un punto, pero el promedio de fluctuaciones es cero (es decir, para la mayoría de los campos, otros como el campo de Higgs propuesto posiblemente tengan valores de energía no despreciables en su nivel más bajo). estado energético). Dado que el gravitón también se puede describir como una función de onda (muy similar a la luz; en teoría, existen ondas de gravedad que deforman el espacio-tiempo). Esto y el punto señalado anteriormente son una prueba de por qué no existe el vacío perfecto. Lo que puede complicar un poco la situación es la teoría de cuerdas, que predice que el gravitón es una cuerda de extremos cerrados, lo que sugiere su capacidad para interactuar con más de nuestras tres dimensiones espaciales y una temporal. (Toda la información resumida de Fabric of the Cosmos
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Creo que parte del problema es no tener una definición clara de «vacío».
Puedo pensar en al menos tres tipos de vacío. 1) absoluto 2) convencional & 3)» práctica «. La aspiradora práctica es del tipo que se encuentra en un» laboratorio «. La aspiradora convencional es la que se define como» ausencia de materia «. El vacío absoluto no existe, salvo» teóricamente «.
Usando las definiciones prácticas y convencionales para el vacío, la respuesta a la pregunta es sí , la gravedad existe en estos tipos de vacío. Para la definición absoluta, la respuesta es no , porque no existe nada (ni siquiera campos, fotones, fluctuaciones, gravitones, etc.).
Respuesta
Sí, la gravedad existe en el vacío. Una aspiradora no necesita estar completamente desprovista de materia, solo necesita tener una presión más baja que el área que la rodea.
Considere la jeringa de arriba. Si pusiera mi dedo sobre el extremo y luego tirara del émbolo, se crearía un vacío imperfecto. Si hubiera una masa sólida en la cavidad de la jeringa, aún obedecería a la gravedad.