¿Cuáles son las variables que ocurren en las ecuaciones de campo de Einstein?

Supongo que se refiere a la ecuación de campo gravitacional de Einstein.

Resulta que, aunque no lo probaré, si el campo gravitacional es muy débil, los efectos son casi exactamente los predichos por la teoría de Newton. Si no es así, comienzas a ver todo tipo de nuevos efectos no predichos por Newton. También predice que la gravitación “se siente” exactamente como la aceleración, lo que Einstyein llamó el principio de equivalencia.

No soy físico, pero he leído un poco sobre las matemáticas básicas en esto, por lo que podría explicarlo un poco más simple que un profesional, ya que soy mucho más simple.

  • Tengo que advertirle que la ecuación está escrita en más de una forma, y ​​estoy usando la forma que hace que sea más fácil de explicar. No te preocupes por eso. (El tensor de Einstein, mencionado a continuación, se define en términos de algo llamado tensor de Ricci, y en la mayoría de los casos la ley se escribe utilizando el tensor de Ricci. No se preocupe por eso, estas diferentes formas son matemáticamente equivalentes).

Lo primero que debe explicarse es que cada lado de la ecuación consiste en un tensor , y puede pensar en ellos como un conjunto de números que varían de manera definida, dependiendo del sistema de coordenadas que esté utilizando para las mediciones de espacio y tiempo.

La razón de esto es que una de las razones por las que se llama relatividad general es que está escrita de tal manera que puede describir las leyes de la naturaleza en cualquier marco de referencia, incluso uno acelerado . También explica la gravedad.

Si alguna vez ha trabajado con algún tipo de colección de números, como números complejos, vectores o matrices, probablemente esté familiarizado con la idea de una ecuación en ellos, lo que significa que cada parte correspondiente en un lado es igual a una parte correspondiente Por otro lado. Si no, solo confía en mí en esto, y asume que puedes poner un montón de números en un lado y un montón de números en el otro.

Ahora olvide todo eso, y piense en la ecuación como una descripción de un grupo de números en un lado, que son directamente proporcionales a un grupo en el otro. Hay una constante de proporcionalidad entre ellos que contiene la constante de Newton, que es la intensidad de campo de la gravedad.

De acuerdo, probablemente estés ansioso por saber qué representan esos tensores (números). En el lado izquierdo, está el tensor de Einstein, G, y en el otro, el tensor de estrés-energía, T.

El tensor de Einstein es un conjunto de números que describen las propiedades del espacio-tiempo, incluidos los números de curvatura que describen qué tan lejos y en qué medida se aplica la geometría no euclidiana a la región.

El tensor de energía de estrés es un conjunto de números que describen la masa y la energía en una región en términos de la densidad del momento de energía y el estrés.

La forma REALMENTE simple de describirlo es que el “material de curvatura” es directamente proporcional a la densidad del “material de energía de masa”. En otras palabras, ¡la energía de masas dobla el espacio y el tiempo!

Simplemente multiplique el lado derecho por la constante de Newton, multiplicado por 8 π y dividido por el cuarto poder de la velocidad de la luz, ¡y aquí está!

  • Tenga en cuenta que los enlaces de Wikipedia a estas definiciones, anteriores, son avanzados, y necesitará un cálculo de tensor para comprenderlos.
  • Los subíndices son índices que tienen 4 valores diferentes, por lo que en realidad hay 4X4 = 16 números en cada lado).

OKAY. Espero que comprenda la parte realmente simple y vea que, aunque se utilizan algunas matemáticas avanzadas, realmente no da tanto miedo, porque es una forma de hacer precisa una idea muy simple.

Una nota. ¡Cosmología!

Di la versión simple de la ecuación de campo que se necesita para explicar la gravitación local. Resulta que puedes tener un término extra en la ecuación y aún así obtener los mismos efectos. Lo dejé fuera!

Sin embargo, si agrega ese término adicional, obtendrá diferentes cosmologías. Aquí está la versión cosmológica, incluida la constante cosmológica , lambda,
Las mediciones actuales indican que hay un término cosmológico.