El principio de relatividad establece que la velocidad de la luz en el vacío es una constante igual a ‘c’, con respecto a cualquier observador en un marco de referencia inercial . Es relativamente más fácil entender cómo funciona esto en una geometría de espacio-tiempo ‘plana’ (cuando se puede ignorar la gravedad).
Sin embargo, con la gravedad, debemos entender esto de una manera más generalizada dado que las curvas de masa-energía espacio-tiempo. En el espacio-tiempo curvo, los rayos de luz atraviesan caminos que se llaman geodésicos.
- ¿Nos estamos moviendo hacia el futuro a la velocidad de la luz?
- La luz se ve obligada a viajar más lejos del punto A al B en un universo donde el espacio se está expandiendo. ¿Por qué decimos que el borde del universo visible es 13.7 mil millones, cuando la luz no puede atravesarlo tan rápido?
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- ¿Es la luz realmente lo más rápido del universo?
- Suponiendo un vacío perfecto y un espacio infinito, ¿podríamos acelerar a una velocidad cercana a la caída?
(Crédito de la imagen: Imágenes de agujeros negros (1/3): Volver a lo básico)
Las geodésicas son generalizaciones de líneas rectas en geometría curva. En cierto sentido, estos caminos son realmente el camino natural que atraviesan los objetos o los rayos de luz en respuesta a la curvatura inmediata del espacio-tiempo local en el que viajan. En un sentido local, el principio de relatividad también es cierto aquí. es decir, la luz atraviesa dos puntos sucesivos en el múltiple curvo a una velocidad de ‘c’.
Una forma de pensar en esto es que la gravedad también ralentiza el tiempo y esto tiene la consecuencia de que la luz atraviesa un camino curvo. Esto es lo que popularmente se conoce como “flexión de la luz debido a la gravedad”. Sin embargo, no se entiende que esto suceda debido a algún tipo de fuerza, pero el hecho es que la luz simplemente atraviesa el espacio-tiempo curvo en su geodésica natural. Esta lógica también se aplica a las masas. Los planetas giran alrededor de las estrellas, las galaxias giran en espiral alrededor de su núcleo, los objetos caen en un agujero negro, todos estos son solo masas que se mueven en geometría curva en sus respectivas geodésicas.
El camino que vemos para atravesar es solo la proyección de esta geodésica en nuestro marco de referencia. Genial, ¿no es así?
Llegando a los agujeros negros : estas son simplemente masas que son extremadamente densas y han curvado el espacio-tiempo hasta el punto en que las geodésicas para los rayos de luz se doblan nuevamente dentro del agujero negro. Hay una superficie que se puede definir como el ‘horizonte de eventos’ que realmente separa las geodésicas de los rayos de luz que están completamente encerrados de los que se encuentran afuera (donde es posible escapar). En otro sentido, el tiempo se ha dilatado tanto para el observador externo fuera del horizonte de eventos que ve que un rayo de luz cae en el horizonte de eventos y tarda una eternidad en alcanzar la singularidad. Sin embargo, un observador que cae y se desvanece en el agujero negro toma un tiempo finito para alcanzar la singularidad en su propio marco de referencia (y también lo hace la luz). Nada de esto entra en conflicto con la constancia de la velocidad de la luz misma. Incluso dentro de un agujero negro, los rayos de luz atraviesan localmente las geodésicas a una velocidad de ‘c’, solo que el espacio y el tiempo están muy curvados / dilatados con toda la gravosa gravedad.
Espero que responda la pregunta.
