¿Se acelera un fotón atraído por un campo gravitacional?

Primero debemos definir la aceleración para obtener una respuesta clara:

Aceleración (del aula de física):

  • La aceleración es una cantidad vectorial que se define como la velocidad a la que un objeto cambia su velocidad. Un objeto está acelerando si está cambiando su velocidad.

Einstein estableció que la velocidad de la luz es de 299,792,458 metros por segundo en el vacío. Un objeto tiene aceleración incluso si el número de la velocidad no cambia. Esto se debe a que la Velocidad es una cantidad vectorial, lo que significa que cualquier cambio en la dirección de un objeto es igual al cambio en la aceleración.

Según la información anterior, algunas personas pueden llegar rápidamente a la conclusión de que la luz se acelera cerca de un campo gravitacional fuerte porque va en un camino curvo.

Pero eso no está bien.

La cuestión es que cuando la luz viaja a través del espacio-tiempo curvo, siempre va en línea recta, simplemente parece estar curvada debido al espacio-tiempo curvo. Esta ilustración te muestra lo que quiero decir:

Entonces la respuesta a su pregunta es: No, la luz no se acelera cerca de un campo gravitacional.

¡Espero que te sea útil!

La aceleración en la relatividad general es un concepto muy complicado. Es razonable decir que la gravedad nunca produce aceleración [1]. La aceleración de la gravedad depende de las coordenadas.

En la medida en que diga que la gravedad produce aceleración, las trayectorias de los fotones se ven alteradas por un campo gravitacional. Dado que la gravedad altera el camino de los fotones, incluso si no se cambia la velocidad absoluta, se cambia la dirección. Alrededor de los agujeros negros, hay una órbita para los fotones. [2] Según muchas definiciones razonables de aceleración, estos fotones están acelerando.

Notas al pie

[1] Coordenadas de Fermi – Wikipedia

[2] Esfera de fotones – Wikipedia

No, un fotón tiene una velocidad constante c, pero debido a la dilatación del tiempo, su frecuencia puede cambiar cuando entra o sale de un campo gravitacional. La curvatura de la trayectoria de un fotón es el resultado de la curvatura del espacio-tiempo, no debido a la atracción gravitacional.

Un fotón no es acelerado por un campo gravitacional. El efecto gravitacional en un fotón se puede ver en un aumento en su frecuencia, que a su vez conduce a un aumento en la energía cuántica del fotón.

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