Если нет гравитации, то почему пространство искривляется вокруг Земли?

Как я понял из видео Veritasium на YouTube (знаю, мне раньше говорили, что видео не идеальное и YouTube не лучшее место для получения таких знаний): спутник летает вокруг Земли не из-за гравитации ( по теории относительности такого нет), он всегда прямой, но пространство вокруг Земли искривлено вокруг него, поэтому он летает вокруг Земли.

Также было сказано, что силы гравитации не существует, но разве теория относительности не говорила нам, что чем сильнее гравитация (чем больше планета, звезда), тем медленнее время движется вблизи/на этой планете?

(Возможно, это не связано с вопросом, но тоже интересно, как «отсутствие гравитации» связано с гравитационными волнами?)

@ Джон Ренни частично, да. Но другая сторона моего вопроса объясняется ответом ниже.
Орбита Земли искривлена ​​в пространстве, но это не значит, что само пространство искривлено так же сильно, как наша орбита. Искривлено не только пространство, но и пространство-время , и временные компоненты этой кривизны очень важны. См. физику.stackexchange.com/a/587025/ 123208.
"нет гравитации" это просто утверждение. Так же, как искривление пространства и времени. Ни в одном утверждении нет объяснения того, как это можно сделать. Ваш реальный вопрос должен заключаться в том, как материя искривляет пространство? Кажется, никто никогда не задавал этот вопрос.

Ответы (2)

Это просто язык. Физики могли бы перестать использовать слово «гравитация» и вместо этого могли бы говорить «кривизна пространства-времени». Но по привычке мы по-прежнему говорим о «более сильной гравитации» вблизи планеты или звезды вместо «более сильно искривленного пространства-времени» и по-прежнему говорим о «гравитационных волнах» (заметим, что гравитационные волны — это нечто другое) вместо « колебания кривизны пространства-времени».

Но все же, что такое искривление пространства, если вы не можете объяснить, как материя может искривлять пространство? Как это делается?

Представьте себе планеты слева и справа от вашего космического корабля в виде аллеи деревьев.

  • Не чувствуя никакого сопротивления, ваш корабль будет раскачиваться то влево, то вправо в зависимости от соседней планеты. Все время вы будете чувствовать себя невесомым и без какого-либо ускорения.
  • Имея в конце планету прямо перед собой, вы будете свободно падать на нее, опять же не чувствуя никакого ускорения (если никакая атмосфера не тормозит).
  • Космический корабль с разной начальной скоростью, движущийся из одной и той же точки и в одном и том же начальном направлении, будет двигаться по другому пути.
  • Самый прямой путь будет у фотона.

Полет по касательной к планете у вашего корабля есть три возможности.

  1. При достаточно высокой скорости он будет отклоняться, а затем убегать.
  2. При правильной скорости он будет изогнут так, что будет огибать планету.
  3. С меньшей скоростью он врезается в планету.

Так как во всех этих случаях вы не чувствуете ускорение (кроме момента столкновения), никакая сила не прилагается. Вы помните F = ma? Вот почему Эйнштейн настаивает на формулировке искривления пространства гравитацией.

Конечно, во всех этих процессах важную роль играет гравитация. Однако правильнее было бы говорить о гравитационном потенциале. Потому что, например, любой расчет правильной скорости обращения вокруг Земли без учета гравитационного потенциала Солнца приводит к неверным результатам.