Si la luz no tiene masa, ¿por qué los agujeros negros atraen la luz? ¿Eso también significa que la gravedad no depende de la masa sino de la energía y el impulso?

Gran cantidad de seguidores a esta pregunta.

E = mc ^ 2 no es aplicable para fotones (luz). Esto se debe a que esta fórmula es aplicable solo en partículas que tienen masa en reposo o materia que tiene masa en reposo. El fotón es una masa menos partícula.

Eddington descubrió experimentalmente que Einstein tenía razón. La luz se dobla alrededor de la materia. Cualquier cosa que tenga energía doblará la tela del espacio-tiempo. Cualquier cosa que tenga energía se doblará alrededor de la materia. La luz tiene energía. Se dobla alrededor de la materia y también dobla la tela del espacio-tiempo.

Los agujeros negros son realmente densos. La luz no puede escapar de los agujeros negros. Todo el crédito va a la energía.

Lo principal es la densidad de energía (Energía / Volumen). Es la densidad de energía que juega un papel importante. No es la masa, es la densidad de energía la que afecta fuertemente al tejido espacio-temporal (gravedad). Para demostrarlo, los agujeros negros son un gran ejemplo.

La densidad energética del agujero negro es realmente alta. Esto va a su alta densidad (alta gravedad). Esto se debe a que tienen un volumen cercano a cero. Los agujeros negros tienen masa finita, al igual que otras materias (la Tierra).

Sí, la gravedad depende de la densidad de energía. Esta es una consecuencia de la teoría general de la relatividad de Einstein. La gravedad se manifiesta a través de una métrica del espacio. La métrica define qué tan lejos está cada punto. Normalmente representamos esto con algo llamado tensor métrico que da una medida de la lejanía de puntos infinitesimales cercanos (muy cercanos). Entonces puedes integrarlos para obtener distancias entre dos puntos. Usamos [math] g _ {\ mu \ nu} [/ math] para representar el tensor métrico. [math] {\ mu \ nu} [/ math] representa cada combinación de t = 0, x = 1, y = 2 y z = 3 ejes.

[matemáticas] R _ {\ mu \ nu} – \ frac {1} {2} Rg _ {\ mu \ nu} = \ frac {8 \ pi G} {c ^ 4} T _ {\ mu \ nu} [/ math ]

Aquí, y R es un operador, como una derivada (pero más compleja), [math] T _ {\ mu \ nu} [/ math] es el tensor de momento de energía. Es tal que [math] T_ {00} [/ math] representa Energía. Al resolver esta ecuación diferencial, se puede calcular qué es el tensor métrico, en otras palabras, cómo se manifiesta la gravedad. Sin embargo, no es una tarea fácil. Incluso Einstein no pudo hacer esto, Schwarzschild fue el primero en dar una solución de forma cerrada para un caso especial de la propia ecuación de Einstein.

Esto es de esperarse porque cualquier cuadro intermareal puede considerarse como “rotación” en el espacio-tiempo. Hace que parte del tiempo se convierta en espacio, y viceversa si hay alguna velocidad relativa. Esto se llama transformación de Lorentz. No es la rotación habitual porque el tiempo tiene un signo opuesto de coordenadas espaciales en el tensor métrico. Más como ([matemática] \ cos [/ matemática], [matemática] \ sin [/ matemática]) reemplazada por sus primos hiperbólicos ([matemática] \ cosh [/ matemática], [matemática] \ sinh [/ matemática]) cuando girando hacia el tiempo. Por lo tanto, uno esperaría que si depende de Energía, también debería depender de cada 15 componentes del tensor de momento de energía; que incluyen impulso, cizallamiento / tensión, presión y flujo de impulso. Porque todos los demás es en lo que la energía cambia cuando haces una transformación de Lorentz.

Y llegando a la pregunta principal en cuestión, la luz tiene tanto energía como impulso, de hecho, incluso puedes formar un agujero negro simplemente usando la luz (al menos eso es lo que dice la teoría, nadie parece haber hecho esto).

Y debido a la relación de Planck:

[matemáticas] T_ {00} = E = \ frac {hc} {\ lambda} [/ matemáticas]

Referencias

Relación energía-momento

Curvatura de Ricci

Relatividad general

Tensor de tensión-energía

Relación Planck-Einstein

Transformación de Lorentz

Bueno, como todos sabemos, la luz tiene una naturaleza dual. Se compone de fotones que tienen una masa en reposo igual a cero. Esto no significa que los fotones no tengan masa en absoluto; tienen masa relativista m = E / c2 = h / λc e impulso relativista debido a su movimiento.

Por lo tanto, la naturaleza de partículas de la luz, es decir, los fotones se ven afectados por la gravedad y se doblan de acuerdo con la curvatura del espacio-tiempo.

Y sí, como la energía, el momento relativista y la masa relativista pueden estar conectados por la teoría de la relatividad de Einstein, se puede decir que la gravedad depende de todos los factores en este caso (aunque la masa es la causa de la flexión).

Según la relatividad general, si un objeto tiene impulso y energía, experimentará atracción gravitacional.

Vea la ecuación Feild de Einstein, la ecuación tiene un tensor de Einstein [matemático] G_ {μν} [/ matemático] en LHS y un tensor de momento de energía [matemático] T_ {μν} [/ matemático] en RHS. De este modo, si un objeto tiene impulso y energía, se sentirá atraído y, en el caso de la luz, esto es exactamente lo que sucede.

La gravedad es la curvatura del espacio-tiempo (de acuerdo con la teoría general de la relatividad). Esta curvatura depende de la masa del agujero negro. Dado que la luz viaja a través del espacio-tiempo. La curvatura del espacio-tiempo alrededor del agujero negro es tal que la luz entra dentro del agujero negro.

La ‘gravedad’ es la distorsión del espacio-tiempo, no simplemente una fuerza entre dos objetos.

Cambia el significado de una línea recta. En esencia, cuanto más cerca esté de un objeto masivo, más distorsionado es el espacio-tiempo.

Piénselo así: tome una lámina de goma y estírela por los lados. Dibuja una cuadrícula sobre ella. Luego empuje hacia abajo en el medio con su dedo. Verá, las líneas que eran rectas hasta ahora ya no son rectas, su curvatura depende de la distancia desde su dedo.

La luz también viaja en línea recta, pero al igual que en la lámina de goma, la masa distorsiona el espacio-tiempo y cambia lo que es estar en un camino recto.

Voilà.

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Además, la masa y la energía son inseparables, son prácticamente lo mismo. Decir que masa o energía no tiene sentido, es como decir que el agua fría y el agua caliente son cosas totalmente diferentes.

Los agujeros negros no atraen nada. Doblan el espacio-tiempo de manera que cualquier objeto que viaje a través del espacio-tiempo tenga que curvarse. En algunos casos, la curva es demasiado empinada y la luz simplemente cae en ella.

En primer lugar, la luz no puede considerarse sin masa.

La luz es una onda electromagnética que tiene una naturaleza de duelo.

1) Naturaleza ondulada

Y (2) Naturaleza de partículas.

La penetración de la luz en el agujero negro se puede suponer debido a su naturaleza de partículas. Su partícula elemental en la naturaleza de partículas es el fotón que tiene una masa despreciable.

F = MA

Significa que la fuerza depende de alguna masa para observar que está trabajando en algún cuerpo.

Dado que el fotón tiene una masa despreciable, es atraído por la fuerza de una gran masa de agujero negro que resulta en la desviación de la luz.