Si tanto el fotón como el gravitón no tienen masa, ¿cómo explicamos que el fotón no puede escapar de un agujero negro y el gravitón?

Los gravitones no pueden escapar a través del horizonte de eventos: están tan atrapados como los fotones.

Tanto los fotones como los gravitones se mueven a lo largo de geodésicas nulas, y todas las geodésicas nulas dentro del horizonte encuentran su final en una singularidad.

Podría estar pensando en gravitones virtuales, que pueden escapar del agujero negro, suponiendo que existan gravitones en primer lugar. Los gravitones virtuales, como todos sus primos virtuales, se pueden mover a lo largo de intervalos espaciales y, si las circunstancias son buenas, pueden escapar.

Te mostraré una foto:

El triángulo superior es el agujero negro, el diamante inferior es el resto del universo. La luz se mueve en líneas que son [matemáticas] 45 ^ {\ circ} [/ matemáticas] ya sea hacia la izquierda o hacia la derecha. Los objetos masivos no pueden inclinarse tanto y moverse en líneas de menos de [matemáticas] 45 ^ {\ circ} [/ matemáticas]. Las partículas virtuales pueden moverse en cualquier ángulo. Así que toma un punto en cualquier lugar dentro del agujero negro. Inmediatamente verá que cualquier línea que se extienda desde ese punto en un ángulo de [matemáticas] 45 ^ {\ circ} [/ matemáticas] o menos interceptará la singularidad, y una línea que puede extenderse más de [matemáticas] 45 ^ { \ circ} [/ math] puede extenderse de regreso al Universo.

El diagrama se llama diagrama de Carter-Penrose, una forma asombrosa de representar la estructura causal de un espacio-tiempo.

Los agujeros negros tienen carga, por lo que también podría concluir falsamente que los fotones deben escapar de un agujero negro. Sin embargo, ni una partícula real ni una virtual pueden escapar de un agujero negro. Ambos todavía están limitados por los efectos de la relatividad y no pueden exceder la velocidad de la luz.

Supongamos por un momento que una partícula virtual podría escapar de un agujero negro. Digamos un fotón, para que pueda sentir la carga eléctrica. Entonces tenemos el siguiente efecto:

Los científicos crean fotones reales a partir de los virtuales

Básicamente, si tienes un espejo giratorio alto, los fotones virtuales se convertirán en fotones reales. Así que ahora tenemos una escapatoria necesaria para teletransportarse fuera del agujero negro. La luz puede escapar. Solo tiene que ser virtual en ese momento.

Pero tenga la seguridad de que no hay parte de la mecánica cuántica que permita a las partículas desafiar los límites de la relatividad, virtual o real. Al menos no con la probabilidad suficiente de ver los efectos de gravedad y carga de esta manera. No podrás hacer trampa con partículas virtuales, debe haber otra forma en que puede suceder.

Entonces necesitamos otra explicación. Una obvia es que el intercambio virtual de partículas es un proceso bidireccional. Cuando tienes dos cargas en el espacio, cada una emite partículas virtuales y cada una es absorción. Solo un proceso unidireccional es suficiente para que haya una fuerza entre las dos partículas. Por lo tanto, el hecho de que los agujeros negros puedan tragar gravitones y fotones es suficiente para que se realicen los efectos de la gravedad y la carga.

Pero espera, pregunta. ¿Qué hay de dos agujeros negros? Si el efecto fuera solo el resultado de poder absorber partículas virtuales, entonces sería imposible que dos agujeros negros se atrajeran entre sí.

Para un observador distante, ve la masa y la carga acumuladas a lo largo del horizonte de eventos. A pesar de que continúa cayendo más allá del horizonte de sucesos hasta la singularidad, ese es el último lugar donde la luz puede escapar para que lo veas, y la dilatación del tiempo significa que hasta que la luz se vuelve demasiado roja, ahí es donde la verías. Entonces, no es sorprendente que de ahí sea de donde sientas la carga y la fuerza gravitacional. La ley de gravedad de Gauss nos dice que los efectos gravitacionales de la masa acumulada uniformemente en un caparazón son idénticos a la masa acumulada en un punto siempre que esté fuera de ese caparazón …

Entonces, en respuesta a su pregunta, los gravitones no pueden escapar del agujero negro, pero eso no le impide sentir los efectos de la gravedad.

En este punto, hemos ido mucho más allá de mi experiencia, y probablemente la experiencia de todos los que responderán. Sin embargo, tengo la misma especulación adicional:

Cuando se trata de la gravedad, los gravitones no funcionan de la misma manera. No necesita interactuar con el objeto real, solo el espacio vecino. El efecto de la gravedad es curvar el espacio-tiempo. Realmente no importa si curva el espacio-tiempo dentro de un agujero negro vecino. Si curva el espacio-tiempo a su alrededor, eso es suficiente para que haya una fuerza.

Un último toque decisivo. Considere la ecuación de energía potencial de Newton.

[matemáticas] U = – \ frac {GMm} {R} [/ matemáticas]

Esta ecuación nos dice que a medida que los dos cuerpos se acercan más y más energía potencial se convierte en otras formas de energía. Si el gravitón pudiera escapar de un horizonte de sucesos, entonces también podrían hacerlo las ondas de gravedad. Eso significaría que tendríamos ondas de gravedad infinitamente potentes emitidas por cada partícula que cayera en un agujero negro. Por supuesto, la ley de gravedad de Newton no se cumple en este punto, pero la analogía sigue siendo válida. También significaría que la energía y la información escaparían del agujero negro. Y mucho menos lo que sucede en una fusión real de agujeros negros.

La relatividad general no utiliza gravitones, y no predice tales ondas de gravedad de energía infinita. Las observaciones de Ligo confirman estas predicciones. Por lo tanto, cualquier modelo de gravedad que use gravitones aún debe conformar esta observación. Ninguna información o energía puede escapar de los procesos que suceden una vez que un objeto cae más allá del horizonte de eventos. Como tal, podemos concluir con seguridad incluso si mi análisis completo es defectuoso, los gravitones aún no pueden escapar de un agujero negro.

Solo se sospecha que los gravitones existen, y no se confirman de ninguna manera. No sabemos qué son o si existen, y si no lo hacen, esta pregunta obviamente no puede ser respondida.

Incluso bajo el supuesto de que existen, sabemos muy poco de ellos. Una razón muy probable de por qué es esto, es que los agujeros negros afectan la luz debido a la gravedad. No hay partículas que ejerzan fuerzas sobre sí mismas. La fuerza del campo eléctrico, en el electrón en sí mismo es cero, no se repele. Los gravitones (si existen) no se afectan a sí mismos y probablemente no se vean afectados por la gravedad.

Además, las partículas de luz transportan energía, que está relacionada con la masa y se ve afectada por la gravedad. Tienen masa, por lo que la gravedad los afecta. no tienen masa en reposo, pero no existen en reposo. transfieren impulso a los objetos y transportan energía, mientras que los gravitones no.

Ni los fotones libres ni los gravitones libres pueden escapar de un agujero negro.

¿Eh, dices? Entonces, ¿cómo es que un agujero negro tiene gravedad?

¿Te sorprendería si te dijera que también puede tener carga eléctrica (es decir, ser una fuente de fuerza electrostática)? Ese tipo se llama un agujero negro Reissner-Nordström.

Entonces, ¿cómo puede tener gravedad sin gravitones libres? De la misma manera, puede tener carga sin fotones libres. Usted ve, así como la radiación electromagnética no está involucrada en la fuerza electrostática, la radiación gravitacional tampoco está involucrada en la fuerza gravitacional.

Lo que sucede es el intercambio de partículas mediadoras virtuales . Sin entrar en demasiados detalles, sea suficiente que las partículas virtuales no estén sujetas a las mismas reglas. Mientras no sean detectados (es decir, no terminen llevando información en el sentido clásico), de hecho, pueden escapar de un agujero negro.

Aunque curiosamente, en realidad no tienen que hacerlo. Desde la perspectiva de un observador externo, la formación del horizonte de eventos del agujero negro es para siempre en el futuro. (Es decir, la única forma en que puede observar la forma del horizonte es cayéndola). En consecuencia, en lo que a usted y a mí respecta, todavía no ha caído ningún material en ese agujero negro …

Los gravitones no escapan a los agujeros negros (si existen).

“Pero pero pero … ¿cómo puede existir la gravedad entonces?”

Las fuerzas están mediadas por partículas virtuales , no partículas. Los fotones virtuales median el electromagnetismo. Dado que los agujeros negros cargados son una solución en la relatividad general, está claro que los fotones virtuales también escapan de los agujeros negros. Esta es una de las diferencias entre las partículas virtuales y las reales.

En primer lugar, el gravitón aún no se verifica físicamente, pero se postula como partícula virtual con masa cero y espín 2, mediando la fuerza gravitacional clásica entre las masas, por lo que el gravitón es parte del funcionamiento de la gravedad, mientras que el fotón es cuántico de luz con energía. y el impulso, por lo que se ve afectado por la gravedad del agujero negro ya que la curvatura del espacio-tiempo, lo que significa que la luz se doblará haciendo un círculo de luz dentro del horizonte de eventos, no puede escapar del horizonte de eventos, por lo que son diferentes en su identidad física y propiedades, También recuerde que sus masas de descanso son cero. Entonces su pregunta es mezclar cosas.

La velocidad de la luz a una distancia r a una masa M: c (r) = c-2. (GM) / (rc)

Una propiedad de la luz es que sigue la dirección de su frente de onda. Si un lado del frente de onda avanza más lentamente, la luz se curvará hacia la velocidad más baja de la luz. Este principio explica por qué la luz se dobla al ingresar al vidrio o al agua. Basado en el mismo principio, la ecuación anterior se puede usar para determinar que la luz que pasa el borde del Sol se curvará 1.74 segundos de arco.

Se puede usar la misma ecuación para deducir que a una distancia r = 4.GM/c², la luz rodeará la masa M. Para distancias más pequeñas, la luz girará en espiral hacia la masa M. En otras palabras: los fotones quedan atrapados cuando se acercan demasiado. al agujero negro

Teniendo en cuenta lo siguiente:

• La posición donde observamos a Júpiter es donde estaba Júpiter hace unos 45 minutos.
• Por el contrario, la Tierra ‘siente’ una fuerza gravitacional hacia la posición donde Júpiter habría estado si Júpiter continuara moviéndose en la misma dirección y con la misma velocidad que tenía hace unos 45 minutos. Esta es una posición cercana a la posición real de Júpiter. (Las ecuaciones de gravedad de Newton funcionan con la posición real)

El campo de gravedad alrededor de una masa se mueve junto con la masa sin una forma de propagación. De lo contrario, esto requeriría una forma de propagación más rápida que la velocidad de la luz.

Cuando afirmamos que la gravedad se propaga a la velocidad de la luz, queremos decir que el cambio en la dirección / velocidad de la masa se propaga con la velocidad de la luz por medio de una onda de gravedad. Esta onda de gravedad no está atrapada para quedarse con el agujero negro como lo hacen los fotones. Dos agujeros negros que se rodean son “conscientes” de que los demás cambian de posición.

Me resulta difícil imaginar cómo los gravitones (como partículas mediadoras que propagan la gravedad) podrían explicar el comportamiento anterior.

El gravitón es un concepto inventado para soportar las ondas gravitacionales igualmente inventadas. Ni siquiera hay evidencia científica que lo respalde.

El fotón es una partícula “hipotética”. Tal entidad puede ser real o no. Es al menos admirablemente hipotetizado en buen lugar, a diferencia del agujero negro, que es ciencia ficción.

Los agujeros negros tienen varias definiciones. El original sostiene que la velocidad de escape es c, derivada del radio gravitacional (r) = 0. Por lo tanto, la velocidad de la luz en el vacío puede escapar de la definición original de BH y tiene que hacerlo. Si ev es c y c = c, entonces c debe ser igual a ev. Otras definiciones, para enmendar la importante supervisión del original, alteran ev to> c sin evidencia de apoyo. Es matemático en papel prohibir arbitrariamente un ev de co menos. En matemáticas BH, todas las leyes de la física se desvanecen entre el horizonte de sucesos, un término ridículo y la singularidad, lo último en ridículo donde la ciencia va, ya que cero, nada, ofrece cero información útil, que supuestamente contiene una masa infinita, que uno debe ser excepcionalmente ignorante para aceptar como verdadero.

El término velocidad de escape es engañoso e inexacto. Se remonta a Isaac Newton, y probablemente mucho más viejo, y se refiere a un proyectil, donde Newton va, disparado hacia arriba desde un cañón. Un proyectil salió disparado de un hocico. Un evento balístico de una sola vez. Eso no es velocidad de escape. Es el siglo XVII. Ciencias. Cualquiera puede entender que cualquier objeto puede elevarse, si se le proporciona suficiente empuje, y liberarse de la gravitación de la Tierra al mover un smidgen más rápido que g (Tierra). No tiene que estar en ninguna parte acercándose a 25,000 mph como Newton formuló honestamente. Podría ser cualquier cosa, 1 pulgada / hora, cualquier cosa, siempre que supere g (E).

Porque ev no tiene nada que ver con la velocidad finita hace que todo el concepto de ciencia ficción del agujero negro sea inverosímil.

Porque la gravedad, tal como la define Einstein, se trata de cómo la masa dominante da forma al espacio-tiempo. Esa definición de gravedad fue una revolución que continúa cosechando recompensas científicas, como el reciente descubrimiento LIGO / VIRGO de la onda gravitacional de una colisión de dos estrellas de neutrones (GW170817), que fue capturado por el detector de rayos gamma (GRB170817) simultáneamente, y por telescopios de todo el mundo. Si las coordenadas espacio-temporales son lo suficientemente empinadas, atrapará las ondas de luz y todas las ondas electromagnéticas. Pero una estrella de neutrones creará una onda de gravedad y no atrapará esas ondas electromagnéticas. Por lo tanto, la colisión de la estrella de neutrones fue el santo grial de la comunidad científica, y probablemente producirá una avalancha de artículos científicos.

Es porque los agujeros negros no atraen fotones hacia ellos. Alteran la curvatura del espacio-tiempo, forzando a los electrones a lo largo de su camino a ser desviados hacia sus fauces. En cuanto a los gravitones, son una partícula hipotética y ni siquiera se sabe si existen. Y no hay información que sugiera que puedan escapar de un agujero negro. Además, no necesitan hacerlo, ya que los agujeros negros no necesitan comunicar su fuerza gravitacional al resto del universo. Existe simplemente como una expresión de la curvatura del espacio-tiempo a su alrededor.

Los gravitones son partículas sin masa como los fotones. Como los fotones no pueden escapar del horizonte de eventos de un agujero negro, los gravitones tampoco pueden escapar.

Sin embargo, los gravitones no necesitan escapar de un agujero negro para poder detectar su gravedad. La gravedad se puede detectar indirectamente midiendo su influencia.

La influencia es algo importante cuando tenemos que hacer mediciones gravitacionales.

Como los fotones no pueden escapar del horizonte de eventos de un agujero negro , los gravitones tampoco pueden escapar . Sin embargo, los gravitones no necesitan escapar de un agujero negro para poder detectar su gravedad. La gravedad que sientes en un punto particular en el espacio-tiempo está determinada por la curvatura local del espacio-tiempo en ese punto … Piensa de dónde sacaste la idea … Pero está mal …

Sobre los gravitones sin masa ..

Como sabemos … un gravitón es una partícula elemental hipotética que media la fuerza de la gravitación en el marco de la teoría del campo cuántico … así … si los gravitones no pueden escapar de un agujero negro … No podemos detectar la gravedad del agujero negro … .

Primero aclaremos una idea falsa: cuando los físicos llaman a tal y tal partícula ‘sin masa’, significan que no tiene masa REST. Todavía tiene energía, energía cinética. Es esta energía la que ejerce una atracción gravitacional (pequeña) y siente la atracción de otra energía.

Pregunta interesante, ya que la fuerza de gravedad conocida solo funciona en masas, partículas y cuerpos que poseen masa. Por lo tanto, los fotones reales deben tener una masa real según MC Physics en MC Physics Home y “MC Physics- Model of a Real Photon with Structure and Mass”, documento de la categoría viXra High Energy Particle Physics, http://vixra.org/pdf/1609.0359 v1 …

En esa teoría, una fuerza necesita una causa o fuente, pero ninguna fuerza necesita un portador, incluso EMF o gravedad (llamado ‘gravitón’). Hasta que se demuestre lo contrario, todas las fuerzas deben considerarse aplicadas instantáneamente a través del espacio, según ese documento.

Por lo tanto, un agujero negro proyecta las fuerzas de gravedad de sus masas atrapadas al instante y solo disminuye por la distancia, según una Ley de Coulomb modificada. Si la fuerza gravitacional proyectada desde un agujero negro es lo suficientemente fuerte como para desplazar hacia el rojo la frecuencia de rotación de un fotón, luego reduzca la velocidad a cero hacia adelante y luego invierta su dirección ……. entonces nunca lo veremos.

Los gravitones son la partícula virtual propuesta para la mediación de una fuerza gravitacional.

Los fotones virtuales son la partícula mediadora de la fuerza EM.

Ambos no tienen problemas para expresar “fuera de” un agujero negro, porque las partículas virtuales no tienen límite de velocidad c superior.

Un “fotón real de propagación” NO es un fotón virtual.

Esta paradoja exacta es una de las muchas razones por las que la teoría de cuerdas sigue siendo controvertida. Yo, como muchos otros, todavía no creo en la existencia de gravitones, par sè. Todavía se cree que la gravedad es la curvatura del espacio-tiempo y no un campo inducido por partículas como las otras fuerzas fundamentales.

Además de la paradoja del horizonte de eventos, los gravitones tampoco encajan en el modelo estándar debido a su giro anormal (+ – 2). De todos modos, no podemos justificar su comportamiento hasta ya menos que los comprendamos mejor.

Tengamos en cuenta que los agujeros negros no absorben todo. La radiación de muy alta energía escapa a lo largo del eje de rotación. Eso se llama Radiación Hawking. Cuanto más masivo es el BH, menos HR escapa, y lo que hace tiene significativamente más energía.
(Mis $ 0.02)

Ni los fotones ni los gravitones escapan de un agujero negro. La gravedad en los agujeros negros es causada por la deformación extrema de la tela espacial y los objetos de masa que rodean y viajan hacia un agujero negro. Las ondas gravitacionales proyectadas desde un agujero negro se originan desde la región externa de un agujero negro, no desde adentro.

Algo no necesariamente tiene que tener masa para verse afectado por la gravedad, y creo que es por eso que tenemos las ecuaciones de Einstein. Un objeto se ve afectado por la gravedad en función de su masa y su energía. Aunque sin masa, un fotón sí tiene algo de energía, y de hecho es atraído por un agujero negro.