¿Cómo interactúa la luz con la gravedad?

La gravedad es solo el nombre que le damos al fenómeno de que los objetos tienden a acelerarse entre sí cuando se dejan solos. La gravedad, en el contexto de la luz, significa que los rayos de luz se inclinan hacia grandes concentraciones de energía.

Lo que digo es que la gravedad no se entiende mejor como algo con lo que se interactúa.

Es la interacción misma.

es decir. La luz puede interactuar con una gran masa a través de la gravedad.

La gravedad significa el camino de una curva de rayos de luz … la tierra interactúa con la luz a través de la gravedad para hacer que el rayo de luz se doble.

Pero creo que estás buscando más mecanismos … ¿cómo sucede esto? ¿Algo como eso?

Eso depende del modelo.

En el modelo de “duendecillo gravitatorio”, hay duendes mágicos invisibles que realmente quieren que las cosas estén juntas. Tan pronto como dejas ir algo, el duendecillo que intenta arrastrarlo al piso se pone en camino. El movimiento planetario se explica por los duendes que empujan los planetas hacia el Sol. Claramente, los duendes también pueden doblar los rayos de luz.
Hay muchos problemas con este modelo, por lo que no lo usamos.

En el modelo newtoniano, los corpúsculos de luz (el modelo de partículas de Newton para la luz) experimentan una aceleración gravitacional (la aceleración de la gravedad depende solo de la masa del otro objeto, no del acelerado) hacia una masa. La luz no tiene gravedad propia porque no tiene masa. La aceleración hace que el camino que sigue el corpúsculo se curve, y muchos corpúsculos son un rayo de luz.
Hay muchos problemas al usar este modelo, por lo que no lo usamos cuando se trata de masas ligeras o muy grandes.

En la relatividad general, los rayos de luz (nota: de la teoría ondulatoria de la luz) son siempre líneas rectas … sin embargo, el espacio en sí mismo se curva, haciendo que parezca que el rayo de luz es curvo. En este modelo, la gravedad es un seudoforce similar en naturaleza a las fuerzas centrífugas y coreolis. Por ejemplo: si estuvieras en una caja acelerando hacia arriba a 1g, y un pulso de luz ingresara a la caja a través de un agujero en una pared … golpearía la pared opuesta un poco más abajo y su trayectoria sería la parábola esperada que obtendrías de ecuaciones de gravedad. GR es así.

En el Modelo Estándar de física de partículas, los fotones (cuantos de luz: Plank y Einstein) interactúan con los gravitones de una manera similar a la forma en que funcionan las otras fuerzas fundamentales. Ver: interacción de fotones y gravitones
… Para un ejemplo de cómo pueden funcionar los gravitones.

Eso debería cubrir las bases: la relatividad general es actualmente la teoría de la gravedad más exitosa que tenemos.

Según la teoría de la relatividad general de Einstein, la masa deforma el espacio-tiempo. El espacio-tiempo es 4 dimensiones (3 dimensiones espaciales, una vez). Si modela el espacio-tiempo 4d como un plano 2d, esta deformación se puede representar en la 3ra dimensión. Imagine el efecto de una masa colocada en una lámina de goma.

La luz se mueve en línea recta a través del espacio-tiempo. Por lo tanto, si el espacio-tiempo es deformado por la masa, la luz parecerá doblarse.

El otro efecto importante está en la frecuencia de la luz. Si la luz se aleja de un objeto masivo en una dirección perpendicular, la luz viaja más a medida que se deforma el espacio-tiempo. Esto significa que, cuando se aplanan, más ondas ocuparán menos espacio; la frecuencia será mayor. Por lo tanto, a medida que la luz viaja desde un área de alto potencial gravitacional a una más baja, la longitud de onda parecerá aumentar o cambiar de color rojo.

Esto se puede modelar marcando, por ejemplo, cada centímetro en una lámina de goma con una masa, y luego quitando la masa. Cuando se elimina la masa, las marcas cercanas a la masa ahora estarán más juntas.

En línea con el Principio de Equivalencia de que la aceleración debida a la gravedad no depende de la masa y que la caída libre bajo la gravedad es un marco inercial (idea más feliz: 1907), Einstein había concluido que la gravedad no es fuerza sino una curvatura del espacio-tiempo.

Así concluyó que incluso la luz se verá afectada por la gravedad. Cómo interactúa realmente la luz con la gravedad, ese método no ha proporcionado. Es solo la ‘curvatura espacio-temporal’ lo que está haciendo todo.

Para un método detallado de cómo la gravedad realmente interactúa con los objetos o la luz, se necesita una teoría diferente como la siguiente:

La respuesta de Khuram Rafique a ¿La teoría de la gravedad sigue siendo incompleta?

La teoría de la gravedad no solo es incompleta, sino que ha “progresado” hacia una dirección equivocada. Digamos de acuerdo con el Principio de Equivalencia, la aceleración debida a la gravedad no depende de la masa, entonces no necesariamente significa que la gravedad no tenga ninguna relación con los objetos reales y que solo sea una curvatura del espacio-tiempo. Con este razonamiento, como máximo se concluye que la luz, al no tener masa, también quedará atrapada por la curvatura del espacio-tiempo. Otro beneficio del concepto de ‘curvatura espacio-temporal’ es que con este concepto, nada puede evitar la gravedad y nada puede usarse como un escudo contra la gravedad. Todo se verá obligado a avanzar hacia la gravedad.

Pero para lograr estos dos propósitos, no había necesidad de negar completamente la relación de la gravedad con los objetos reales. Pero ellos lo han negado. Con la curvatura del espacio-tiempo, han convertido la gravedad en una matemática abstracta en lugar de una física real.

Podemos decir que, de hecho, la gravedad no interactúa con objetos grandes sino que solo interactúa con partículas subatómicas. Las partículas subatómicas pueden o no contener masa. La gravedad tiene que ver con partículas subatómicas con un mecanismo que no tiene relación con la masa. De esta manera, la gravedad también es capaz de interactuar con partículas virtuales como los fotones de luz. Como todo está compuesto de partículas subatómicas, cualquier cosa no puede ser utilizada como un escudo contra la gravedad.

Con estas afirmaciones, la gravedad llega al dominio de la física de la vida real. Estoy trabajando en esta teoría y presentaré esta teoría detallada en mi próximo libro “Física filosófica”. Obviamente, aún quedan muchas cosas por descubrir, pero con suerte con esta teoría se avanzará más en la dirección correcta. Mi siguiente breve respuesta de quora puede mostrar que la teoría es capaz de explicar un fenómeno básico mejor que la teoría de la curvatura del espacio-tiempo:

La respuesta de Khuram Rafique a ¿Por qué muchos átomos unidos no responden como una sola entidad sino como una gran entidad única a la fuerza gravitacional?

La pregunta es importante, pero pocas cosas deben aclararse antes de continuar. Lo primero es que la gravedad interactúa con átomos individuales … aún más con esto … la gravedad interactúa con partículas subatómicas individuales. Pero la gravedad no es un empujón o un tirón. La gravedad no es fuerza en sentido estricto. La gravedad tampoco es curvatura del espacio-tiempo. La gravedad es un tipo de sistema de información que dicta esas partículas individuales con respecto a cuándo, dónde y cuánto moverse. Todas y cada una de las partículas, en capacidad individual, reciben esta información de gravedad y actúan de acuerdo con los dictados de la gravedad también en capacidad individual.

Todas las partículas individuales de un objeto reciben casi la misma información de gravedad y, por lo tanto, la acción de todas las partículas individuales también es la misma. Cuando todas las partículas individuales caen hacia la gravedad con la misma aceleración, significa que el objeto en su conjunto también cae hacia la gravedad con exactamente la misma aceleración. Ahora no importa si el objeto es pequeño o grande, pesado o liviano; cada objeto caerá hacia la gravedad con exactamente la misma aceleración. Porque el objeto en su conjunto no tiene sentido para la gravedad. La gravedad es un sistema de información a nivel de partículas.

Ahora, ¿cómo se recibe esta información por partícula individual? Aquí tenemos un modelo matemáticamente exitoso de curvatura espacio-temporal. Pero la gravedad es algo real, no matemático. Debido a la presencia de masa, hay un campo en el espacio circundante. El espacio está ‘distorsionado’ a escala subatómica. Las partículas del objeto tienen que moverse de este espacio distorsionado y, como resultado, esas partículas tienen que restaurar su estado de equilibrio con su propio esfuerzo. Será restaurado con un nuevo movimiento de inercia hacia la dirección según lo dicte la gravedad. Ahora todas las partículas individuales se han movido a velocidad de inercia bajo la influencia de la gravedad, pero la gravedad todavía existe en una nueva ubicación, es decir, nuevas coordenadas del espacio. De nuevo, el estado equilibrado de cada partícula individual se distorsiona y nuevamente un nuevo movimiento de inercia restablecerá el equilibrio. El nuevo movimiento de inercia se agregará al movimiento de inercia previamente adquirido y obtendremos el doble de velocidad de todas y cada una de las partículas. En el tercer instante, todas esas partículas nuevamente se verían sujetas a la influencia de la gravedad, incluso en una nueva ubicación. Nuevamente se alterará el estado equilibrado de todas y cada una de las partículas y nuevamente se generará un nuevo movimiento de inercia para restablecer el equilibrio. Cada partícula individual adquiriría el triple de velocidad. A esta velocidad creciente la llamamos aceleración.

El movimiento total del cuerpo es la suma de los movimientos de partículas individuales. El cuerpo como un todo no está siendo jalado o empujado. Todas y cada una de las partículas del cuerpo se está acelerando (con el tiempo) debido a su propio movimiento. Por lo tanto, el cuerpo en su conjunto no siente tirones ni empujones. Hay una sensación de ingravidez perfecta siempre que el cuerpo caiga libremente.

El peso llegará a la escena cuando, debido al contacto con el suelo, no sea posible una caída libre adicional. Incluso ahora el espacio está distorsionado y las partículas del objeto se colocan dentro de ese espacio distorsionado. Ahora se altera el estado equilibrado de cada partícula individual y cada partícula individual se esfuerza por restablecer su equilibrio moviéndose de acuerdo con los dictados de la gravedad. Pero el movimiento está físicamente bloqueado. Por lo tanto, el esfuerzo de cada partícula individual de ese objeto permanece sobresaliente y este esfuerzo total sobresaliente de todas las partículas del objeto se siente como peso del objeto. Cuantas más partículas tenga el objeto, mayor será el esfuerzo y, por lo tanto, ese objeto tendrá más peso. Es por esta razón que los objetos que tienen más masa poseen más peso y viceversa.

Ahora el problema principal es que cuál es la gravedad total y cuál es la dirección de la gravedad. He explicado esto en mi siguiente respuesta de Quora:

La respuesta de Khuram Rafique a ¿Cómo y por qué el sol atrae la tierra? ¿Significa que todos los objetos más pesados ​​atraen objetos más ligeros?

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La fórmula de Newton es ([matemáticas] M * m) / R2 [/ matemáticas]

Entonces la gravedad total es [matemática] M * m [/ matemática]

Esta gravedad total tiene que trabajar en todas y cada una de las partículas de [matemáticas] M [/ matemáticas] y la misma gravedad total tiene que trabajar en todas y cada una de las partículas individuales de [matemáticas] m [/ matemáticas]

[matemática] R [/ matemática] es la distancia de [matemática] M [/ matemática] desde el centro común y para [matemática] m, [/ matemática] es la distancia de [matemática] m [/ matemática] desde el centro común .

Dado que para el Sol y la Tierra, el centro común está ubicado dentro del Sol, por lo que las partículas del Sol son atraídas hacia ese centro. Aparentemente parece que el Sol no es atraído por la gravedad de la Tierra. Pero las partículas del Sol son atraídas al centro común por una mayor atracción.

Pero cada partícula de la Tierra es atraída hacia el centro común que se encuentra en el Sol. Así que prácticamente la Tierra es atraída por el sol.

Para más detalles, consulte mi siguiente respuesta de quora:

La respuesta de Khuram Rafique a ¿Es la gravedad una fuerza?

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No lo hace.

La luz viaja en línea recta, a una velocidad constante, en SpaceTime.

SpaceTime está doblado por la gravedad (en cierto modo, esta flexión es lo que “es” la gravedad), por lo que cuando la luz viaja en línea recta a lo largo de algo doblado, también se dobla.

Como cualquier otra cosa.

Ejemplo, los agujeros negros doblan la luz cuando pasan cerca de ellos.

¿Pero la gravedad no afecta a la masa? Tu puedes preguntar.

No, en la perspectiva general de la gravedad de la relatividad, cualquier cosa puede contribuir a la gravedad.

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