Действительно ли гравитация сжимает пространство-время?

В Теории большого сжатия говорится, что гравитация (искривление пространства-времени) остановит расширение Вселенной, а гравитация заставит Вселенную сжиматься сама по себе. Мой вопрос: если гравитация — это искривление пространства, в которое попадают другие объекты, то как это заставляет пространство сжиматься само по себе?

Вы почти у цели, поскольку гравитация (в ОТО) интерпретируется как искривление пространства-времени, это работает в обе стороны. Масса-Энергия может искривлять пространство-время, а искривленное пространство-время определяет форму движения и изменений, которые будут претерпевать объекты.
Это похоже на то, как создаются (предположительно) черные дыры. Они начинаются с начального коллапса, и этот коллапс еще больше искривляет пространство-время, а кривизна вызывает еще больший коллапс.

Ответы (3)

Вы, несомненно, видели аналогию с резиновым листом для искривления пространства-времени, и я предполагаю, что вы думаете, что вещи падают в ямочки на листе. Это, безусловно, верно и является аналогией того, как работает гравитация между астрономическими телами, такими как звезды.

Однако резиновый лист в целом может расширяться и сжиматься, и это аналогия того, как расширяется и сжимается пространство-время в целом. Для закрытой вселенной вы должны представить себе резиновый лист, расширяющийся в начале по мере того, как расширяется вселенная, достигая максимального растяжения , а затем снова сжимаясь в последующие моменты времени по мере того, как вселенная сжимается.

Применяются обычные предостережения: будьте осторожны, не воспринимайте аналогию с резиновым листом слишком буквально. Погуглив, вы найдете много статей, описывающих недостатки аналогии с резиновым листом, например, эту . Также обратите внимание, что в фазе сжатия речь не идет о стягивании конечного листа в точку. Лист всегда бесконечен — сжатие до сингулярности означает, что расстояние между любыми двумя случайно выбранными точками на листе становится равным нулю во время Большого сжатия.

Является ли гравитация причиной того, что пространство двух точек стремится к нулю?
@ user122083: эволюция Вселенной продиктована уравнениями ОТО Эйнштейна и распределением материи. В результате мы получаем сингулярность при Большом взрыве, а если Вселенная коллапсирует, мы получаем еще одну сингулярность при Большом сжатии.

В общей теории относительности, как сказал профессор Массачусетского технологического института Эдмунд Бертшингер, материя сообщает пространству-времени, как искривляться, а пространство-время говорит материи, как двигаться . Если у нас есть тензор энергии-импульса Т мю ν , уравнения поля,

р мю ν 1 2 г мю ν р "=" 8 π г Т мю ν

диктовать геометрию пространства-времени, определяя метрику г мю ν . Если у нас есть источник материи, который порождает метрику г мю ν ( т ) который в какой-то момент времени т означает, что пространство-время сжимается, то это и произойдет, если мы не изменим Т мю ν путем возмущения системы.

подумайте о пространстве-времени как о поле Хиггса с бозон-бозонными связями, представьте себе трехмерное пространство в формате сетки, если вы поместите планету или черную дыру в позицию на этой сети, ее кривые некоторые кривые растягивают ткань, тем самым увеличивая время, необходимое для путешествия по кривой дорожке. некоторые кривые могут также сокращаться, сокращая путь, поэтому путешествие в пространстве по тому, что кажется линейным путем к другой галактике, скажем, но то, что пространство-время искривлено, может сократить расстояние до пункта назначения, поэтому время сокращается. Чем сильнее гравитация, тем медленнее течет время, чем меньше гравитация, тем быстрее течет время. представьте себе черную дыру с возрастающей гравитацией, искривляющей и искривляющей пространство-время вокруг нее. по мере того, как вы приближаетесь к нему, время замедляется. теперь расширите эту концепцию, увеличив массу до критической точки.