Si “la luz no puede escapar de un agujero negro” significa que la luz se ve afectada por la gravedad, ¿la gravedad no afecta solo a los objetos con masa?

Incluso en la gravedad newtoniana, no es cierto que la gravedad “solo afecte a los objetos con masa”.

¿Recuerdas la fórmula, [matemáticas] F = ma [/ matemáticas] (la fuerza es igual a la masa multiplicada por la aceleración)? Ahora, ¿qué pasa con la fuerza gravitacional? Sabemos que es [matemáticas] F = GMm / r ^ 2 [/ matemáticas] donde [matemáticas] M [/ matemáticas] es, por ejemplo, la masa del planeta que tira de nuestro objeto con masa [matemáticas] m [/ matemáticas]. Entonces la fórmula completa dice:

[math] \ dfrac {GMm} {r ^ 2} = ma. \ tag * {} [/ math]

Observe cómo aparece [math] m [/ math] en ambos lados y, por lo tanto, se puede cancelar fuera de la ecuación, dejando solo

[matemáticas] \ dfrac {GM} {r ^ 2} = a. \ etiqueta * {} [/ matemáticas]

Esta fórmula sigue siendo válida incluso en el límite [matemática] m \ a 0 [/ matemática]. Lo que esta fórmula te dice es que la aceleración gravitacional es independiente de la masa del objeto que se acelera. La gravedad es universal: todos los objetos, independientemente de su composición material, experimentan la misma aceleración en un campo gravitacional. Y sí, esto incluye la luz.

Ahora es cierto que en la gravedad newtoniana, un fotón sin masa no sería una fuente de gravitación. Pero aún responde al campo gravitacional.

En la relatividad general, las cosas se vuelven más complicadas, ya que la fuente de gravedad no es solo la masa; Es la combinación de masa en reposo, energía, impulso y tensiones internas, todo lo que contribuye. Entonces, incluso un fotón contribuye a la gravedad a pesar del hecho de que no tiene masa en reposo. Pero incluso si no contribuyera a la gravedad, su trayectoria seguiría siendo alterada por la gravedad, al igual que en la física newtoniana.

Primero quería corregir una respuesta anterior. No permite comentarios sobre sus respuestas por alguna razón, posiblemente porque constantemente recibía comentarios sobre información falsa.

Le dijeron que las ecuaciones de gravedad de Newton pueden calcular la fuerza de las partículas sin masa, esto no es cierto.

Las dos ecuaciones [matemáticas] F = \ frac {GMm} {r ^ {2}} [/ matemáticas] y [matemáticas] a = \ frac {GM} {r ^ {2}} [/ matemáticas] no son las lo mismo y no puedes sustituir [matemáticas] F [/ matemáticas] por [matemáticas] ma [/ matemáticas] porque [matemáticas] F = ma [/ matemáticas] no necesariamente tiene que ver con la gravedad, es el fuerza necesaria para acelerar un objeto.

La “a” en [matemáticas] F = ma [/ matemáticas] es la aceleración necesaria para mover un objeto. La “a” en [matemáticas] a = \ frac {GM} {r ^ {2}} [/ matemáticas] es la aceleración de la gravedad. De hecho, la ecuación no debe usar una “a”, debe escribirse como [matemáticas] g [/ matemáticas] [matemáticas] = \ frac {GM} {r ^ {2}} [/ matemáticas]

La fuerza denotada como F requiere masa. En la superficie de la tierra F es equivalente al peso. Sin masa no puedes tener un peso.

Lo siento, necesitaba aclarar eso. Realmente no me gusta cuando las personas dan información falsa y luego niegan cualquier comentario, lo que sugiere que saben que probablemente estén equivocados.

Ahora, a tu pregunta.

No es que la gravedad atraiga la luz, es que la gravedad es el espacio-tiempo que se ha curvado debido a la masa. Entonces, la luz viaja a lo largo de esa curva del espacio, hasta donde la luz sabe que todavía se mueve en línea recta.

Entonces, la luz no se dibuja en un agujero negro debido a una fuerza gravitacional en el sentido tradicional, sino que se dibuja debido al espacio extremadamente deformado.

Un fotón de frecuencia v tiene energía E = hv. Pero la energía está relacionada con la masa por E = mc ^ 2. Por lo tanto, un fotón de frecuencia v tiene masa m = hv / c ^ 2.

No, porque la gravedad no solo afecta a los objetos con masa. Estás pensando en la gravitación newtoniana.

La gravedad es la curvatura del espacio-tiempo. Todo lo que existe en el espacio-tiempo, por lo tanto, va a lo largo de esta curva geodésica. Incluyendo objetos sin masa como la luz.

La falacia en su pregunta es que la gravedad no afecta solo las cosas con masa. Es solo que en nuestro día a día el efecto es demasiado pequeño para ver. Esto se demostró cuando los astrónomos encontraron dos estrellas cercanas entre sí con exactamente el mismo brillo y espectro. Cuando se produjo esto, la estrella estaba directamente detrás de algo enormemente pesado y lo que realmente estaba sucediendo era que la luz que estaba pasando por la cosa pesada estaba siendo doblada por la gravedad, por lo que para nosotros se veía como una estrella a cada lado.

El efecto se llama lente gravitacional.

Oficialmente, los fotones no tienen masa REST. Mientras se mueven, se puede actuar como resultado de su interacción con el espectro electromagnético de acuerdo con el GTR de Einstein. Relatividad general – Wikipedia

Si modela el efecto diciendo que el fotón tiene masa (o equivalente de masa) o si invoca la idea de la curvatura relativista del espacio-tiempo, el efecto es el mismo: la gravedad dobla la luz.

La gravedad afecta a la masa, claro. Pero la “masa” no es la “masa en reposo” de la física newtoniana. La [matemática] E = mc ^ 2 [/ matemática] de Einstein implica que la energía pura también tiene “masa”. La luz tiene una “masa” equivalente que es [matemática] = hν / c ^ 2 [/ matemática], y eso es lo que experimenta la fuerza de la gravedad del agujero negro.

Los fotones no tienen masa, pero tienen un impulso lineal.

Este impulso se usa para empujar la campana cerrada iónica, en realidad se está probando para el viaje interplanetario. Utilizaba generadores de microondas como propulsión, energía de los colectores solares, podía alcanzar una velocidad súper alta dentro del sistema estelar.

Sí, tienes razón, pero la gravedad también afecta la tela del espacio-tiempo. Cuando eso se deforma, la luz se somete a un camino curvo que lo haría caer en el agujero negro. Al igual que un automóvil en una carretera curva, curvada alrededor de un árbol. El árbol no afecta mucho al automóvil, pero como el automóvil tiene que viajar en la carretera, también viaja alrededor del árbol.

La luz no tiene masa en reposo, pero tiene un impulso P = E / C = hf / C = h / l

donde E es su energía, h es la constante de Planck, f es la frecuencia, C es la velocidad de la luz y l es la longitud de onda. Entonces, se puede decir que el fotón tiene una masa relativista. Pero la gravedad aquí es la curvatura del espacio-tiempo, por lo que el recorrido de la luz es totalmente curvo, por lo que no puede escapar del horizonte de eventos del agujero negro.

¡SI! La luz tiene masa en virtud de la fórmula E = MC ^ 2 (m = hv / c ^ 2) donde h es la constante de Planck y v es la frecuencia de la luz. Obviamente, no es una masa en reposo, pero contribuye a la curvatura del espacio-tiempo. Si puede apuntar suficientes láseres al mismo punto en el espacio, se convertirá en un agujero negro llamado kugleblitz.

De acuerdo con la Mejor Ley Universal de Gravitación, no.

Pero en 1915, cuando Albert Einstein publicó su Documento de teoría general de la relatividad, dijo que la gravedad se debe a la curvatura del espacio-tiempo o la estructura del cosmos llamada atracción gravitacional.

No depende de la masa hacia la cual atraer.

Solo depende de la masa que dobla el espacio-tiempo.

Gracias

Acabo de responder una pregunta similar aquí ayer, es posible que desee buscar la pregunta antes de preguntar prácticamente la misma que era Aleads.

Básicamente, la luz siempre viaja en línea recta, y los fotones no tienen masa. El problema es que la gravedad deforma el espacio-tiempo, por lo que cerca de grandes cuerpos masivos, la luz parece curvarse porque viaja en línea recta a través del espacio curvo. Los agujeros negros deforman el espacio-tiempo tan severamente que se curva completamente hacia atrás sobre sí mismo, por lo que cuando la luz viaja lo suficientemente cerca de un agujero negro, se “absorbe”.

Aquí es donde la luz se vuelve extraña, porque si bien en la mayoría de los casos se trata como sin masa, la gravedad sí afecta a la luz.

Ni siquiera tiene que ser agujeros negros: la luz también se dobla alrededor de objetos grandes en el espacio.

Nuestro universo es raro.

No necesariamente, y he aquí por qué. Para lanzar sondas que puedan explorar el sistema solar, primero tenemos que llegar al espacio. Para hacer eso, tenemos que escapar de la gravedad de la Tierra usando un cohete. Debido a que la gravedad de la Tierra es tan fuerte, un cohete tiene que alcanzar aproximadamente 7 millas por segundo para escapar de su atracción. Si la tierra fuera más masiva, su gravedad sería más fuerte, por lo que un cohete tendría que ir aún más rápido para escapar. En el caso de un agujero negro, la gravedad es tan fuerte que la velocidad de escape es mayor a 186,000 millas por segundo, lo que significa que la luz no puede ir lo suficientemente rápido como para escapar de su atracción; si la luz tiene masa o no, no viene al caso.

Sí, por eso las personas que dicen que la luz no tiene masa tienen algo en qué pensar. O dicen que los agujeros negros cambian el espacio, por lo que una línea recta ahora se dobla en el agujero. Entonces, el haz de luz directo termina curvándose en el agujero negro.

Me gusta el concepto de que la luz tenga masa, pero muchos no están de acuerdo conmigo.

Grandes masas curvas espacio-tiempo. La luz cae en el lugar donde se forma la masa. La ley de gravitación masiva de Newton no es válida en el espacio.

Tal vez la luz se escape al otro lado, quién sabe.