¿La luz se ralentiza cuando viaja cerca de un objeto masivo?

Para un observador inercial no sujeto a la gravedad, la velocidad local de la luz es confiablemente constante a c = 299 792 458 metros por segundo

En gravedad, eso no es cierto. La velocidad puede ser menor, puede ser mayor y puede depender de la dirección. El único marco de referencia para el que es exactamente c (a una distancia arbitrariamente pequeña), es uno que cae libremente para anular el tirón de la gravedad.

En presencia de un potencial gravitacional φ, por ejemplo,

c ‘= c (1 + 2φ / c ^ 2)

= c – 2GM / cd

donde en la segunda forma φ surge de una estrella de masa M a la distancia D del camino. G es la constante de Newton.

Para el sol durante un eclipse solar, el resultado de la desaceleración es la curvatura de la trayectoria de la luz para que la estrella aparezca desviada del sol.

Para el caso extremo,

d = 2GM / c ^ 2

d es el radio de un agujero negro hacia el horizonte de eventos, en el cual la velocidad de la luz es cero.

En el universo en expansión, la velocidad del Hubble v = Hd para una galaxia a una distancia d es estrictamente aditiva con la velocidad local, incluida la de la luz. La velocidad esperada de la luz emitida por la galaxia es

c ‘lejos de nosotros = c + Hd

c ‘hacia nosotros = c – Hd

La expansión es, en efecto, un potencial negativo (lento, atractivo) para que la luz se acerque a nosotros y positivo (rápido, repulsivo) para retroceder la luz.

La velocidad local de la luz es constante como de costumbre, los fotones se desvían cerca de un objeto masivo pero el tiempo también se ralentiza, nada infringe la ley.

Luego, para un mortal simple, lejos del objeto masivo pero en el camino final, la luz ha tardado un poco más en llegar, por lo que es equivalente a que la luz se desacelere solo bajo nuestra perspectiva no local (marco de referencia) de los fenómenos.

Retraso de la luz que pasa una masa: retraso de Shapiro

Si.

Retraso de Shapiro – Wikipedia

.. y tenga en cuenta que ese camino distante, por definición, no es “local”, por lo que la “velocidad local de la luz siempre es c” no se aplica.

Si lo hace.

No, la velocidad de la luz es una constante de 300,000 km / s, que no se puede cambiar.

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