Del primero debemos considerar que la luz (fotones) tiene una masa que se da en relación m = hf / c ^ 2. Según la relatividad especial, la velocidad de la luz es el límite superior para las velocidades de los objetos con masa de reposo positiva, y los fotones individuales no pueden viajar más rápido que la velocidad de la luz. “Einstein una vez llamó a la velocidad de la luz” El límite de velocidad del Universo “. Afirmó que viajar más rápido que la velocidad de la luz violaría el principio de causalidad.
Según la teoría general de la relatividad, la luz que se mueve a través de fuertes campos gravitacionales experimenta un cambio de rojo o azul. Durante la caída del fotón en el campo gravitacional, su energía (masa) aumenta. Según W = dmc ^ 2, la fuerza de gravedad realiza un trabajo sobre el fotón, por lo que la masa (energía) del fotón y su frecuencia aumenta (o disminuye).
También en presencia de gravedad, la velocidad de la luz no es la misma para todos los observadores. La derivación de Einstein de la velocidad variable de la luz en un campo gravitacional.
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Cabe señalar que no hay consenso sobre la velocidad de la luz en un campo gravitacional. Por ejemplo; entonces, en presencia de gravedad, la velocidad de la luz se vuelve relativa (variable según el marco de referencia del observador). Esto no significa que los fotones aceleren o desaceleren; esto es solo la gravedad, lo que hace que los relojes funcionen más lentamente y que las reglas se reduzcan. El problema aquí proviene del hecho de que la velocidad es una cantidad dependiente de coordenadas y, por lo tanto, es algo ambigua. Para determinar la velocidad (distancia recorrida / tiempo tomado) primero debe elegir algunos estándares de distancia y tiempo, y diferentes opciones pueden dar diferentes respuestas. Esto ya es cierto en la relatividad especial: si mide la velocidad de la luz en un marco de referencia acelerado, la respuesta, en general, diferirá de c. Basado en la solución de Schwarzschild de la ecuación de Einstein del campo gravitacional, se demuestra que la velocidad de la luz cambiaría y la isotropía de la velocidad de la luz sería violada en el campo gravitacional con simetría esférica.
La descripción anterior es compatible con el concepto puntual de la mecánica cuántica, pero es incompatible con nuevos enfoques y evidencias. En mecánica cuántica, el concepto de una partícula puntual se complica por el principio de incertidumbre de Heisenberg, porque incluso una partícula elemental, sin estructura interna, ocupa un volumen distinto de cero. De acuerdo con la mecánica cuántica de que el fotón y el electrón son partículas no estructuradas, no podemos responder las preguntas sin respuesta.
Con todo el esfuerzo realizado en las últimas décadas en QED, hay una pregunta fundamental que nunca se ha planteado o si se ha planteado (no he visto) se ignora. En la física moderna, una partícula cargada emite y absorbe energía, pero su mecanismo no se describe. Entonces la pregunta es; Si el fotón es una partícula no estructurada, con masa en reposo cero y sin carga eléctrica (y neutral), ¿cómo las partículas cargadas la absorben y la irradian? Hay muchos artículos que muestran que el fotón tiene un límite superior de masa y carga eléctrica, que son consistentes con las observaciones experimentales. Las teorías y experimentos no se han limitado a fotones y también se incluirán gravitones. Para la gravedad ha habido debates vigorosos sobre incluso el concepto de masa de reposo de gravitones.
En las últimas décadas, se discute la estructura del fotón y los físicos están estudiando la estructura del fotón. Alguna evidencia muestra que el fotón consiste en cargas positivas y negativas. Además, un nuevo experimento muestra que la probabilidad de absorción en cada momento depende de la forma del fotón, también los fotones tienen unos 4 metros de largo, lo que es incompatible con el concepto no estructurado.
Para estudiar y comprender la estructura del fotón, necesitamos describir la relación entre la frecuencia y la energía del fotón. El cambio de frecuencia del fotón en el campo gravitacional ha sido demostrado por el experimento Pound-Rebka.
En general, un fotón está compuesto de energías sub cuánticas (SQE), la cantidad de velocidad lineal de SQE depende de la interacción entre SQE y las otras partículas (o campos) como el campo gravitacional. Entonces, en el vacío, el fotón (luz) no tiene ninguna interacción con otras partículas o campos fuera de la estructura del fotón y su velocidad es constante e igual a v (SQE) = c., Pero en el campo gravitacional la velocidad lineal de SQEs , también, la velocidad lineal de los fotones virtuales aumenta (en el desplazamiento al azul gravitacional) o disminuye (en el desplazamiento al rojo gravitacional) y la luz se mueve más rápido o más lento que c . Pero la cantidad total de velocidad de transmisión y velocidad de no transmisión del fotón es constante y es igual a v (luz) = c, al cambiar las condiciones del medio (tal campo gravitacional), una parte de su velocidad lineal se convierte en no lineal velocidad y viceversa. Entonces, en el desplazamiento al rojo gravitacional la velocidad de la luz es v (luz) c.
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