¡Por supuesto no! La luz NO se dobla para un observador INERCIAL sin importar dónde se encuentre la luz.
Esto fue pensado como una pregunta capciosa, ¿verdad? -)
Un pulso de luz puede estar dentro de un elevador. Un observador inercial puede ver el ascensor acelerando. Sin embargo, el pulso de luz no está interactuando con el elevador. El pulso de la luz está en caída libre.
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No hay campo gravitacional ya que usted dijo específicamente que el observador está en el espacio vacío. Entonces el observador inercial también está en caída libre. Entonces, tanto el pulso de la luz como el observador están en caída libre. Entonces el observador no puede ver el pulso de la luz acelerar. Entonces el observador ve que la luz se mueve a una velocidad constante (c) en línea recta.
Ahora el truco aquí es que este no es el caso, no se usa a menudo para ilustrar la relatividad general. Suena similar Sin embargo, la ligera diferencia en la redacción provoca una gran diferencia en el resultado final.
Se define un observador inercial para que el resto del universo satisfaga la conservación del momento. Para satisfacer la conservación del momento, ninguna fuerza mecánica puede actuar sobre el observador. Dado que el observador inercial ve el impulso total del universo conservado, y dado que ninguna fuerza mecánica está actuando sobre el pulso de la luz, se conserva el impulso del pulso de la luz. Entonces la luz viaja en línea recta.
Esta es la única respuesta válida cuando el observador es INERCIAL. El observador tiene una aceleración adecuada que es un vector cero. Por lo tanto, este observador solo detecta fuerzas mecánicas que tienen una fuente. Por lo tanto, no hay fuerza alrededor que pueda hacer que la luz se curve. Entonces, el observador INERCIAL siempre ve el desplazamiento de la luz a una velocidad constante, c, y en línea recta. El ascensor no cambia eso.
Tenga en cuenta que no he invocado el ‘principio de equivalencia de Einstein’ de ninguna manera. La pregunta original se planteó en una forma donde el principio de equivalencia es irrelevante.
El lector puede ser engañado por una pregunta similar con una respuesta muy diferente. Hay otro experimento mental que realmente requiere el “principio de equivalencia de Einstein” para responder. Este es el ejemplo generalmente utilizado para ilustrar GR. El experimento mental generalmente utilizado para ilustrar GR se parece a esto:
Consideremos a un observador empujado por la fuerza de contacto de un piso que se está acelerando en relación con un cuerpo en caída libre. El piso es parte de un ascensor unido por fuerzas mecánicas. Luego, considere un pulso de luz dentro del elevador sobre el cual no actúa el piso, la pared o el techo del elevador.
¿Cómo se ve el camino del pulso de luz para ESTE observador?
Como una fuerza mecánica está actuando sobre este observador, este observador NO ES un observador inercial. El observador está experimentando una fuerza mecánica que es un vector NO CERO. Entonces, este observador no ve el impulso total del universo mantenido constante. De hecho, este observador ve aumentar el impulso total del universo. Este observador interpreta esto como causado por fuerzas mecánicas que no tienen ninguna fuente. En otras palabras, este observador NOINERCIAL deduce la existencia de fuerzas FICTICIOSAS.
Entonces, lo que ve este observador NOINERCIAL es un pulso de luz que viaja por un camino curvo. La trayectoria curva en realidad es causada por una fuerza mecánica que actúa sobre el observador, no por el pulso de luz. La fuerza mecánica que actúa sobre el observador tiene una fuente definida en otro lugar. Los detalles de esta fuente no son necesarios para responder la pregunta.
Un observador infinitesimal no puede detectar directamente la fuerza mecánica que actúa sobre sí mismo. Un observador extendido, es decir, un observador de tamaño significativo, puede sentir el estrés causado por la fuerza mecánica. Sin embargo, la suposición construida en la relatividad es que el observador es infinitesimal. Los objetos infinitesimales no sufren estrés. Por lo tanto, el observador infinitesimal ve que el pulso viaja por un camino curvo, pero no puede detectar la fuente de la fuerza que hace que el pulso de luz se curve.
Entonces, el observador infinitesimal y no inercial puede deducir que hay una fuerza sin una fuente que está actuando sobre el pulso de luz. Una fuerza sin fuente se llama ficticia.
El observador infinitesimal y no inercial deduce la existencia de un campo gravitacional sin una fuente que esté impulsando el pulso de luz. De hecho, el efecto de un campo gravitacional en el pulso de la luz es indistinguible del efecto de una fuerza mecánica en el observador. Este es el principio de equivalencia.
El principio de equivalencia se puede establecer de la siguiente manera: el efecto de un campo gravitacional que actúa sobre un cuerpo infinitesimal es indistinguible del efecto de una fuerza mecánica que actúa sobre un observador infinitesimal.
