Estudio de la estructura causal en la Teoría General de la Relatividad y su representación utilizando los diagramas de Penrose-Carter de la solución de Schwarzschild.
Abstract
El concepto de gravedad es importante puesto que la TGR “acumula gran cantidad de evidencias experimentales que no dejan duda del gran éxito de la teoría para predecir las consecuencias de la existencia de la gravedad en el universo" (Acín & Acín, 2016, pág. 108), Schwarzschild fue el primero en realizar una solución a las ecuaciones de la TGR prediciendo la existencia teórica de la existencia de objetos infinitamente densos en el universo a los que se les llamaría después Agujeros Negros, los cuales tienen una frontera de no retorno, se le llama horizonte de sucesos y es el punto de no retorno antes de hacer inevitablemente a lo que se le llama singularidad el cual es un punto en el espacio donde la física pierde la capacidad de predecir (Hawking, 2017), pero es posible escapar de un agujero negro, claro que sí, esto depende de tu ubicación en el espacio y del tamaño que este tenga, esto se analiza gracias a la estructura causal de la solución que te permite definir predecir el futuro en ciertas zonas del espacio dado en la solución.
Esta solución mencionada trae consigo una interpretación física a través de una estructura causal, que es posible explicar sin necesidad de las extensas matemáticas gracias a los diagramas de Penrose los cuales se usan para lograr explicar esta estructura de las soluciones a las ecuaciones de la TGR de manera simple para un estudiante que tenga mínimos conocimientos en relatividad al igual que puede servir para la realización de futuros trabajos mucho más generales gracias a las explicaciones que dan los diagramas.
Abstract
The concept of gravity is important since the GRT "accumulates a great deal of experimental evidence that leaves no doubt about the great success of the theory in predicting the consequences of the existence of gravity in the universe" (Acín & Acín, 2016, p. 108),Schwarzschild was the first to realize a solution to the equations of GRT by predicting the theoretical existence of infinitely dense objects in the universe that would later be called Black Holes, which have a boundary of no return, is called the event horizon and is the point of no return before inevitably doing what is called the singularity which is a point in space where physics loses the ability to predict (Hawking, 2017), but it is possible to escape from a black hole, of course, this depends on your location in the space and the size it has, this is analyzed thanks to the causal structure of the solution that allows you to define the future in certain areas of the space given in the solution.
This solution brings with it a physical interpretation through a causal structure, that it is possible to explain without extensive mathematics thanks to the Penrose diagrams which are used to explain this structure of the solutions to the equations of the GRT in a simple way for a student who has minimal knowledge in relativity It can also be used to carry out much more general future work thanks to the explanations given in the diagrams.
Fuente
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- Licenciatura en Física [377]
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