Si los fotones no tienen masa, ¿cómo lo afecta la atracción gravitacional de un agujero negro?

Hay dos notas considerables sobre los fotones:

1- el fotón en movimiento tiene masa:

Momento y energía del fotón.

En 1906, Einstein asumió que los cuantos de luz (que luego se denominaron fotón) no tienen masa. Energía relativista E y momento P dado por;

Es posible que podamos permitir m = 0, siempre que la partícula siempre viaje a la velocidad de la luz c. En este caso, la ecuación anterior no servirá para definir E y P; ¿Qué determina el impulso y la energía de una partícula sin masa? No la masa (eso es cero por suposición); no la velocidad (eso siempre es c). La relatividad no ofrece respuesta a esta pregunta, pero curiosamente la mecánica cuántica sí, en la forma de la fórmula de Plank;

Como se desprende de la fórmula de masa relativista de Einstein:

Según la teoría general de la relatividad, la luz que se mueve a través de fuertes campos gravitacionales experimenta un cambio de rojo o azul. Durante la caída del fotón en el campo gravitacional, su energía (masa) aumenta. Según W = dmc ^ 2, la fuerza de gravedad realiza un trabajo sobre el fotón, por lo que la masa (energía) del fotón y su frecuencia aumenta (o disminuye) de v a v ‘la dada por;

G es la constante gravitacional; M es la masa del cuerpo, c es la velocidad de la luz, r es la distancia desde el centro de masa del cuerpo. El signo más se refiere al desplazamiento al azul y el signo menos se refiere al desplazamiento al rojo.

También en presencia de gravedad, la velocidad de la luz no es la misma para todos los observadores. La derivación de Einstein de la velocidad variable de la luz en un potencial de campo gravitacional de la siguiente manera:

Donde c es la velocidad de la luz en el vacío y c ‘es la velocidad de la luz en el campo gravitacional. Cabe señalar que no hay consenso sobre la velocidad de la luz en un campo gravitacional. Por ejemplo; entonces, en presencia de gravedad, la velocidad de la luz se vuelve relativa (variable según el marco de referencia del observador). Esto no significa que los fotones aceleren o desaceleren; esto es solo la gravedad, lo que hace que los relojes funcionen más lentamente y que las reglas se reduzcan. El problema aquí proviene del hecho de que la velocidad es una cantidad dependiente de coordenadas y, por lo tanto, es algo ambigua. Para determinar la velocidad (distancia recorrida / tiempo tomado) primero debe elegir algunos estándares de distancia y tiempo, y diferentes opciones pueden dar diferentes respuestas. Esto ya es cierto en la relatividad especial: si mide la velocidad de la luz en un marco de referencia acelerado, la respuesta, en general, diferirá de c. Basado en la solución de Schwarzschild de la ecuación de Einstein del campo gravitacional, se demuestra que la velocidad de la luz cambiaría y la isotropía de la velocidad de la luz sería violada en el campo gravitacional con simetría esférica.

La descripción anterior es compatible con el concepto puntual de la mecánica cuántica, pero es incompatible con nuevos enfoques y evidencias. En mecánica cuántica, el concepto de una partícula puntual se complica por el principio de incertidumbre de Heisenberg, porque incluso una partícula elemental, sin estructura interna, ocupa un volumen distinto de cero. De acuerdo con la mecánica cuántica de que el fotón y el electrón son partículas no estructuradas, no podemos responder las preguntas sin respuesta.

2- Con todo el esfuerzo realizado en las últimas décadas en QED, hay una pregunta fundamental que nunca se ha planteado o si se ha planteado (no hemos visto) se ignora. En la física moderna, una partícula cargada emite y absorbe energía, pero su mecanismo no se describe. Entonces la pregunta es; Si el fotón es una partícula no estructurada, con masa en reposo cero y sin carga eléctrica (y neutral), ¿cómo las partículas cargadas la absorben y la irradian? Hay muchos artículos que muestran que el fotón tiene un límite superior de masa y carga eléctrica, que son consistentes con las observaciones experimentales. Las teorías y experimentos no se han limitado a fotones y también se incluirán gravitones. Para la gravedad ha habido debates vigorosos sobre incluso el concepto de masa de reposo de gravitones.

En las últimas décadas, se discute la estructura del fotón y los físicos están estudiando la estructura del fotón. Alguna evidencia muestra que el fotón consiste en cargas positivas y negativas. Además, un nuevo experimento muestra que la probabilidad de absorción en cada momento depende de la forma del fotón, también los fotones tienen unos 4 metros de largo, lo que es incompatible con el concepto no estructurado.

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1. Ambos son rayos e incluso se consideran partículas algunas veces. Un fotón es una partícula elemental, el cuanto del campo electromagnético, incluida la radiación electromagnética, como la luz, y el portador de fuerza para la fuerza electromagnética (incluso cuando está estático a través de fotones virtuales). El fotón tiene masa en reposo cero y siempre se mueve a la velocidad de la luz. Al igual que todas las partículas elementales, los fotones se explican mejor por la mecánica cuántica y exhiben dualidad onda-partícula, exhibiendo propiedades de ondas y partículas. Por ejemplo, un solo fotón puede ser refractado por una lente y exhibir interferencia de onda consigo mismo, y puede comportarse como una partícula con una posición y momento medibles definidos y finitos. Las cualidades de onda y cuantos del fotón son dos aspectos observables de un solo fenómeno y no pueden ser descritos por ningún modelo mecánico;

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una representación de esta propiedad dual de la luz, que supone que ciertos puntos en el frente de onda son el asiento de la energía, no es posible. Los cuantos en una onda de luz no pueden localizarse espacialmente. Se enumeran algunos parámetros físicos definidos de un fotón.

El concepto moderno del fotón fue desarrollado gradualmente por Albert Einstein a principios del siglo XX para explicar observaciones experimentales que no se ajustaban al modelo clásico de onda de la luz. El beneficio del modelo de fotones fue que explicaba la dependencia de la frecuencia de la energía de la luz y explicaba la capacidad de la materia y la radiación electromagnética de estar en equilibrio térmico. El modelo de fotones tuvo en cuenta las observaciones anómalas, incluidas las propiedades de la radiación del cuerpo negro, que otros (especialmente Max Planck) habían tratado de explicar utilizando modelos semiclásicos . En ese modelo, la luz fue descrita por las ecuaciones de Maxwell, pero los objetos materiales emitieron y absorbieron luz en cantidades cuantificadas (es decir, cambian la energía solo en ciertas cantidades discretas particulares). Aunque estos modelos semiclásicos contribuyeron al desarrollo de la mecánica cuántica, muchos más experimentos

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comenzando con el fenómeno de la dispersión de Compton de fotones individuales por electrones, se validó la hipótesis de Einstein de que la luz misma se cuantifica.

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En 1926, el físico óptico Frithiof Wolfers y el químico Gilbert N. Lewis acuñaron el nombre de fotón para estas partículas.

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Después de que Arthur H. Compton ganó el Premio Nobel en 1927 por sus estudios dispersos,

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La mayoría de los científicos aceptaron que los cuantos de luz tienen una existencia independiente, y se aceptó el término fotón .

En el modelo estándar de la física de partículas, los fotones y otras partículas elementales se describen como una consecuencia necesaria de las leyes físicas que tienen una cierta simetría en cada punto del espacio-tiempo. Las propiedades intrínsecas de las partículas, como la carga, la masa y el espín, están determinadas por esta simetría de calibre. El concepto de fotón ha llevado a avances trascendentales en física experimental y teórica, incluyendo láseres, condensación de Bose-Einstein, teoría cuántica de campos y la interpretación probabilística de la mecánica cuántica. Se ha aplicado a la fotoquímica, la microscopía de alta resolución y las mediciones de distancias moleculares. Recientemente, los fotones se han estudiado como elementos de computadoras cuánticas y para aplicaciones en imágenes ópticas y comunicación óptica como la criptografía cuántica.

En primer lugar, ¡qué gran pregunta!

La declaración dada anteriormente funciona cuando hay objetos pequeños y las reglas son dadas por Newton, pero cuando la relatividad general y Einstein entran en su lugar, es una historia completamente nueva.

Según la relatividad general, la gravedad no es una fuerza. La gravedad solo afecta la forma en que se miden las distancias, y dice qué forma tiene el camino ” más corto ” de un lugar a otro … Todas las partículas siguen estas rutas de camino más cortas en su movimiento. Tenga en cuenta que la masa no está involucrada en esta teoría. Esto sucede que la forma del agujero negro está dentro de la singularidad, por lo que ni siquiera la luz puede escapar de sus garras tortuosas.

Así que ahí lo tienes, si estuvieras en 1800 probablemente dirías que los agujeros negros son BS pero Einstein simplemente cambió la idea.

Que tenga un buen día.

Las sugerencias son bienvenidas.

Los protones no tienen menos masa, y de hecho también se ven afectados por la gravedad.

De lo que probablemente estás hablando es de fotones. Si bien la mecánica newtoniana clásica afirma que se requiere masa para que la fuerza gravitacional sea funcional, ese no es el caso a escalas pequeñas (escalas cuánticas en realidad). La gravedad misma es una curva del tejido del espacio-tiempo. Y lo que hace un fotón (o un haz de luz) es simplemente seguir la tela a lo largo de su camino.

Por lo tanto, cuanto más fuerte es la gravedad (más la curva del tejido del espacio-tiempo), más luz se ve afectada por la curva y “parece” distorsionarse.

Extras: la lente gravitacional es la idea de que la luz se dobla por fuerzas gravitacionales fuertes antes de alcanzarnos y, por lo tanto, la diferencia entre las posiciones reales y aparentes de varios objetos celestes.

A2A: sí. Los fotones no tienen masa. De hecho, para este tema, es mejor pensar en la propagación de la luz en términos de energía electromagnética. La trayectoria de la luz que pasa cerca de una gran masa se dobla porque la presencia de la masa afecta la curvatura del espacio mismo. Desde el ‘punto de vista’ de la onda de luz en sí misma, sigue yendo en línea recta.

Los protones no son sin masa. Estás pensando en los fotones, y no es que la gravedad los influya directamente, el problema es que el espacio-tiempo es deformado por la gravedad de tal manera que cuando un fotón pasa por el pozo de gravedad de un agujero negro, viaja a través del deformado espacio-tiempo y se dirige hacia adentro hacia el agujero negro.

Hay un defecto en su pregunta amigo, los fotones no tienen masa “a todas las velocidades que no sean la velocidad de la luz”, que es una conclusión directa de la ecuación relativista que relaciona la masa y la velocidad de una partícula y con la ayuda de la ecuación de de’broglie usted puede averiguar la masa del fotón y, dado que ahora tiene masa, ¿sigue habiendo problemas para que un agujero negro lo atraiga?

Los fotones, es decir, la luz no tiene masa (masa en reposo cero).

Pero todavía está afectado por la gravedad. ¿Cómo?

Puede explicarse simplemente sobre la base de la relatividad general que nos dice que la gravedad afecta cualquier cosa que consista en energía. Y la luz es una forma de energía. Entonces, se ve afectado por la gravedad. Y sabes muy bien que la gravedad debido al agujero negro es muy fuerte (~ 100000 veces más fuerte que la fuerza gravitacional de la Tierra). Por lo tanto, puede doblar y aplastar cualquier cosa (incluso la luz).

No profundizaré mucho porque será más complicado entenderlo.

Pero si quieres saber más profundamente puedes preguntar.

En realidad, los protones no tienen masa en absoluto

La masa de protones es 1.67 * 10 ^ -27kg. Entonces, tiene algo de masa, por eso se tira hacia un agujero negro.

Pero espera un segundo

la luz también es atraída por un agujero negro pero los fotones no tienen masa

entonces, ¿cómo es atraído por el agujero negro? Si entiendes la gravedad con la mecánica newtoniana, entonces estás pensando mal.

La gravedad es la curvatura del espacio-tiempo. Entonces, todo lo que no tenga masa también sentirá la fuerza de la gravedad.

Gracias

En realidad, los fotones no tienen masa.

Su masa se debe a su energía.

Se calcula por m = h / lambda * c

donde m es masa h es la constante de Planck. Lambda es la longitud de onda y c es la velocidad de la luz.

La razón detrás de la atracción por gravitación no es la masa, tampoco es la atracción.

La gravedad es la curvatura del espacio y el tiempo. Podría explicarse fácilmente con el siguiente ejemplo:

Si camina por el camino y el camino conduce a su casa, seguramente llegará a su casa.

Del mismo modo, el espacio alrededor del agujero negro está curvado de tal manera que todas las trayectorias posibles se dirigen hacia el agujero negro. Entonces el fotón no tiene otra forma de alejarse.

Porque la atracción gravitacional no depende de la masa de la cosa que se está atrayendo. Lo sabemos desde Galileo: sin la interferencia de cosas como la resistencia del aire, una pluma caería al mismo ritmo que una bola de boliche.

Eso sí, la masa es de vital importancia en la creación de un campo gravitacional. Pero es completamente irrelevante en términos de reaccionar a uno.

La suposición de que los fotones no tienen masa es incorrecta, según MC Physics en MC Physics Home y como se evidencia en http://vixra.org/pdf/1609.0359v1 … Los fotones son y deben ser tratados como cualquier otra partícula y materia en el Universo. Como tal, los fotones que poseen masa se ven afectados por las fuerzas de gravedad. Esto ya ha sido bien probado.

Toda la materia, incluida la materia en los agujeros negros, causa interacciones de fuerza gravitacional con otra materia. En términos de Física MC, la fuerza de gravedad es la RED de toda atracción y repele las interacciones de fuerzas de carga electrostática entre las monocargas que existen en toda la materia. Esa unificación de fuerza se presenta en: http://vixra.org/pdf/1701.0002v1 … y se complementa en http://viXra.org/pdf/1701.0681v1.pdf

La gravitación es la curvatura del espacio-tiempo causada por la materia masiva, por lo que los fotones se mueven realmente en un camino recto a través del espacio-tiempo desde su propia perspectiva. El camino recto se dobla en una curva por la gran masa. Espero que eso ayude.

En realidad es una buena pregunta.

el fotón tiene masa o no. En realidad, tiene masa pero una cantidad muy despreciable (Masa: <1 × 10⁻¹⁸ eV / c²) pero no significa que no tenga masa. porque tiene impulso y energía.

La ecuación energética de Einstein también demostró que las fotos tienen masa.

Si bien mencionó ‘cómo se atraen al agujero negro’, no hay atracciones entre la luz y el agujero negro. La luz puede viajar a lo largo del espacio durante cualquier intervalo de tiempo.

De acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein, nuestro espacio se considera como tejido. Por lo tanto, considere el agujero negro como profundidad en la tela, la luz que se acerca al agujero negro se desvía por la enorme gravedad del agujero negro, que se conoce como lente gravitacional, y cualquiera que cruce el horizonte de eventos es absorbido por el agujero negro.

Aquí debemos mantener la fórmula de velocidad de escape.

Ve = √2GM / r

Aquí no es necesario considerar la masa del fotón solo la gravedad y la masa del agujero negro, ya que sabemos que es mucho más alta que la velocidad de la luz 3 × 10 ^ 8 m / s.

Entonces el juego ha terminado. la luz no puede escapar del agujero negro.

Cualquier otra información hágamelo saber.

Gracias….

¡Los fotones no tienen masa!

Los agujeros negros / objetos masivos como estrellas y planetas doblan la curva espacio-tiempo.

Si ve la imagen de arriba, Sun curva el espacio-tiempo.

Para un rayo de luz que viene de una estrella distante, la luz viaja en línea recta, ¡pero para nosotros se inclina alrededor del sol!

¡Por lo tanto, vemos la posición de la estrella de manera diferente!

Júpiter desvía no solo los fotones, incluso algunos de los asteroides del sistema solar exterior que giran alrededor del sol. ¡algunos de ellos son arrojados lejos del sistema solar!

¡Solo la propiedad de curvatura espacio-tiempo es responsable de la curvatura de la luz y no tiene nada que ver con la naturaleza de los fotones!

Los protones tienen masa.

Los fotones no lo hacen.

Los fotones viajan a lo largo de líneas rectas. Lo que hace un agujero negro o cualquier otro cuerpo masivo es doblar el espacio para que esas líneas rectas se curven hacia él.

Para aclarar esta duda, primero debes visualizar cómo funciona Gravity. La teoría de la relatividad describe el espacio-tiempo como una tela y cuando se forman objetos pesados ​​como estrellas, planetas, doblan la tela del espacio-tiempo a su alrededor. Ahora todo en el universo (incluida la luz) viaja a través de este tejido espacio-temporal. Consulte la imagen a continuación sobre cómo se curva la luz alrededor de nuestro Sol.

Si estudias el camino de la luz, puedes ver cómo se dobla cerca del sol (debido a la gravedad del sol) y finalmente escapa de su gravedad.

Sin embargo, en el caso de un agujero negro, la deformación de la tela del espacio-tiempo es tan alta que literalmente “rompe” la tela del espacio-tiempo dentro de su radio schwarzschild. Consulte las imágenes a continuación.

Como puede ver, una vez que la luz viaja a través de la tela del espacio-tiempo dentro del horizonte de eventos de un agujero negro, no hay camino de regreso para la luz. Viaja a la singularidad y nunca regresa.

Lo que ha notado es que las cosas no tienen que tener masa para gravitar entre sí, y está tan acostumbrado a la gravitación newtoniana que requiere masa, que se pregunta cómo puede ser esto. En pocas palabras, la gravedad newtoniana está equivocada al respecto: son las concentraciones de energía las que tienen gravedad, y la masa resulta ser una energía muy concentrada, por lo que lo notamos más.

Entonces, respuesta corta: un agujero negro puede encender la luz por el mismo mecanismo que tira de cualquier cosa.

En la relatividad general, esto y la gravedad newtoniana se entienden en términos de concentraciones de energía que afectan la curvatura del espacio-tiempo. En esa imagen, la gravedad no es una fuerza, es un artefacto de la forma en que funciona la geometría en nuestro Universo. Los objetos sobre los que no actúa una fuerza desequilibrada siguen naturalmente curvas especiales llamadas “geodésicas” en lugar de líneas rectas.

El patrón de curvas a menudo se considera como “el tejido del espacio-tiempo”.

La masa y la energía son básicamente intercambiables, desde un punto de vista simplista. La energía de un fotón viajero reacciona a la gravedad, al igual que la masa. Esto es un hecho.

Respuesta corta … pero llega al meollo del asunto.

Por cierto, la luz es atraída por TODA la masa; es decir, reacciona a TODOS los campos gravitacionales. Deje los agujeros negros fuera de la discusión.

La gravedad es muy, muy, muy débil, en comparación con otras fuerzas, por lo que el efecto no se probó hasta principios de este siglo (1919, para ser exactos).

Mi respuesta es cada vez más larga: soy un Quoran típico.