Si hay un electrón en completo aislamiento, sin nada para interactuar con él, ¿caerá bajo la gravedad de algún objeto masivo cercano?

La respuesta a la pregunta es un gran “SÍ”.

Como todos sabemos, un electrón tiene algo de masa (9.10938356 × 10 ^ -31 kg) y cualquier cosa que tenga masa también experimenta gravedad. La magnitud de la fuerza que experimentará o puede experimentar un electrón dependerá de la masa si el objeto masivo está cerca.

Para mayor aclaración, consideremos que el objeto en la vecindad del electrón es un objeto de radio 1 metro y masa igual a la del Sol (1.989 × 10 ^ 30). Consideremos también que la distancia entre el electrón y este objeto masivo nuestro es de 1 metro desde la superficie del objeto que está a 2 metros del centro del objeto masivo.

Entonces, de acuerdo con la ley de gravitación de Newton ( la ley de gravitación universal de Newton establece que cualesquiera dos cuerpos en el universo se atraen entre sí con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos ) la fuerza entre el objeto masivo y el electrón sería aproximadamente 3.02127053046507 × 10 ^ -11 Newton.

Puede considerar diferentes situaciones y puede calcular la fuerza de gravitación entre dos objetos siguiendo el enlace Calculadora de fuerza gravitacional.

Ver, un electrón se encuentra generalmente limitado dentro de un átomo. Para liberarlo, necesitamos suministrarle energía equivalente a su ENERGÍA DE IONIZACIÓN .

Entonces, cuando suministramos un elctron con ENERGÍA DE IONIZACIÓN , sale de un átomo y se vuelve libre … significa que no puedes tener un electrón libre en ninguna parte de este universo, lo que puedes decir que tiene muy poca energía . Si es libre, entonces es porque se le ha dado una energía muy alta, de lo contrario, se habría limitado en un átomo.

Ahora bien, si un electrón está completamente aislado en el universo y de repente se mantiene cerca de él un objeto muy masivo, entonces la fuerza gravitacional intenta atraerlo. Pero la masa del elctrón es del orden de 9 x 10 ^ -31 kg , por lo que en realidad se necesita un objeto muy masivo que pueda generar un campo gravitacional fuerte suficiente para superar la alta energía del electrón libre. Además, la distancia de separación entre el objeto y el electrón será un factor decisivo para determinar si ese electrón será influenciado por el campo gravitacional o no.

Entonces, ahora depende totalmente del valor de la energía que tiene un electrón libre, de la cantidad de masa que debe mantenerse un objeto a qué distancia de él para que el campo gravitacional sea suficiente alrededor del electrón libre para atraerlo.

Espero que mi respuesta haya sido simple y explicativa ……………….

Muchas de las respuestas tienen un gran error aquí

Que la fuerza gravitacional sobre el electrón es insignificantemente pequeña. ¿Y qué? Lo que importa es la aceleración, y los objetos en un campo gravitacional experimentan exactamente la misma aceleración independientemente de su masa. Por lo tanto, cada partícula aceleraría hacia la tierra con 10 m / s2 siempre que esté cerca de la tierra.

Pero aquí está el problema. Un electrón es un objeto cuántico, que no obedece a ninguna ley clásica, como moverse en línea recta o acelerarse, en lo que respecta a los físicos de partículas, un electrón está teóricamente en todas partes del universo, y también exhibe la naturaleza ondulatoria y qué no.

La gravedad, por otro lado, está definida por un conjunto completamente diferente de reglas llamadas relatividad general según las cuales la gravedad no es una fuerza sino una “curvatura en el espacio-tiempo”. Y las reglas de la relatividad general no van bien con las reglas de la mecánica cuántica.

Por lo general, dado que los electrones no están aislados y generalmente están unidos a los átomos, experimentan fuertes fuerzas electromagnéticas, estas fuerzas son al menos mil millones de billones de veces más fuertes que la gravedad y, por lo tanto, solo tiene sentido ignorar la gravedad.

Sin embargo, dado que su pregunta menciona específicamente que el electrón está aislado y está presente en un campo gravitacional masivo (lo que significa que no hay campos EM o campos nucluer), a menos que me haya perdido algo, tengo malas noticias para usted.
Nadie sabe la solución a esto. Esto requeriría una teoría de la gravedad cuántica o, en otras palabras, una gran teoría unificada.

Así que supongo que esta pregunta necesita un concepto de física que aún no se ha descubierto 😉

Tener un objeto masivo cerca significa que el electrón no está aislado. El objeto contendrá cargas aunque pueda ser neutral en general. Debido a las cargas, habrá fuerzas electromagnéticas que actuarán entre ellas que dominarán.

Ahora, suponiendo que no haya tales fuerzas EM entre el electrón y el objeto masivo, entonces habrá atracción gravitacional entre ellos y sí, idealmente, el electrón será atraído hacia el objeto masivo.

A medida que disminuye la distancia entre el electrón y el objeto, nuevamente las interacciones EM pueden aparecer debido a la estructura interna del objeto. Puede haber fuerza débil adicional.

Si su suposición se considera práctica, el electrón tiene una masa m = 9.o1X10 ^ -31 kg. Esté cerca de una masa de 10 ^ 24 kg. Deje la distancia entre ellos unos 10 ^ 2 metros. Entonces la fuerza de gravedad será ser
F = G 9.01X10 ^ -31 X10 ^ 24/10 ^ 4 = G9.01 X10 ^ -7
Pero G = 6-7X10 ^ -11 Nm ^ 2 / Kg ^ 2
Por lo tanto F = 6.3X10 ^ -6 Newton
Es demasiado pequeño para ser notado de manera clásica.

La masa en reposo de un electrón da energía en reposo. Entonces, un electrón tiene energía. Algún tipo de materia viene a su alrededor. La gravedad de esa materia aplicará atracción de energía y por lo tanto la energía experimentará esa atracción. La misma energía aplicará atracción sobre esa materia también, ya que la materia también tiene energía. Todo es atracción gravitacional en ambos. La energía es la principal preocupación aquí y no la masa.

Editar: es solo un escenario hipotético. La realidad está bastante lejos en lo que respecta a tales problemas. Solo algún tipo de experimento mental que no tiene realidad física.

Los electrones y, para el caso, todas las partículas en el reino cuántico tienen masas muy bajas. Entonces descuidamos el efecto de la gravedad. Si digamos que tu electrón está en reposo, entonces masa en aceleración gravitacional. La fuerza será del orden de 10 ^ -26 Newtons.

Hasta ahora no podemos separar ningún electrón de ningún átomo (a menos que hagamos una reacción química) y tampoco podríamos hacerlo en el futuro según mi opinión.

Pero como esta pregunta es imaginativa, aquí está mi respuesta a su pregunta:
Sí, se sentirá atraído hacia la fuente gravitacional porque el electrón también tiene un poco de masa (ya que todo tiene masa excepto la luz). Pero primero intentará estabilizarse al entrar en la configuración del átomo que tiene una configuración no completa, por ejemplo. cloro

¡Salud!

Debería, a menos que se encuentren campos EM en su camino hacia la masa atrayente.