¿Cómo afecta la gravedad a las partículas elementales?

La gravedad afecta a las partículas elementales exactamente de la misma manera que afecta a los martillos y las plumas (“partículas de prueba” de Galileo). Los electrones caen, los neutrones caen y los fotones también caen. Vemos evidencia de caída de fotones cuando la luz es desviada por la gravedad del Sol. De lo contrario, debido a que estas partículas se mueven muy rápidamente (siempre en el caso de neutrinos, gravitones y fotones, y en todas las circunstancias prácticas a temperaturas normales para otras partículas), su desviación en campos gravitacionales ordinarios es demasiado pequeña para medirla. Por cierto, hay muchas razones para creer que los gravitones serían desviados por la gravitación exactamente igual que los fotones, y de no ser así, sería una violación extraordinaria de los principios básicos. Es posible que esta desviación de los gravitones no se observe directamente durante mil años, pero en ausencia de una teoría radical y revolucionaria, no hay razón para creer que su movimiento en un campo gravitacional sea diferente de los fotones.

Entonces, ¿qué pasa con los agujeros negros? Has hecho una pregunta clásica: si nada puede salir de un agujero negro, ¿cómo sale la gravedad? Para el caso, dado que los agujeros negros también pueden tener una carga neta, entonces, ¿cómo sale el campo eléctrico de un agujero negro? La respuesta corta de campo clásico es que estos campos de fuerza no son propagados por partículas. La gravedad no se transmite por una corriente de partículas, como tampoco lo es el campo eléctrico. Desde una perspectiva mínimamente cuántica, solo los fotones y los gravitones “virtuales” pueden escapar de un agujero negro (estos son equivalentes a las fuerzas clásicas). Las partículas virtuales no están limitadas por la velocidad de la luz, ni por el horizonte de eventos. Mientras tanto, ningún fotón y gravitón “real” puede escapar de un agujero negro. Entonces, por ejemplo, si un par de agujeros negros de masa estelar a punto de unirse caen en un agujero negro ultramasivo (como los que se encuentran en los centros de muchas galaxias, incluida la nuestra), entonces, incluso si se fusionan solo una fracción de un segundo después de entrar en el mega agujero negro, nunca veremos ninguna evidencia de ello, sin destellos de luz y otra radiación, sin estallido de radiación gravitacional. Pero podremos detectar el aumento en la masa del mega agujero negro después de que haya consumido el par de pequeños agujeros negros. Las propiedades de la materia dentro de un agujero negro que son observables desde el exterior están limitadas a la carga neta, la masa total y el momento angular total (giro). Es algo así como Las Vegas … Pase lo que pase al otro lado del horizonte de eventos, se queda al otro lado del horizonte de eventos …

La cuestión clave es: ¡No entendemos completamente qué es un agujero negro! Stephen Hawking es famoso por señalar que un agujero negro como lo describe la Relatividad General violaría la termodinámica. Pero asignarle una temperatura también crea muchos problemas.

Técnicamente, su pregunta no puede responderse a menos que tengamos una teoría cuántica de la gravitación, o algo aún más extraño que reemplace tanto la mecánica de gravedad como la mecánica cuántica como la conocemos hoy.

La mejor respuesta aproximada es:

1. Todas las partículas son afectadas por la gravedad de la misma manera. No pueden escapar del agujero negro.
2. Sobre gravitones:

1. El gravitón es creado por una propiedad del espacio-tiempo mismo.
2. No hay gravitón. Es una aproximación mecánica cuántica incorrecta creada por nuestra falta de comprensión de la gravedad.

PD: ¿Viste la película Interestelar (película)? Por supuesto, es Hollywood y utiliza una gran cantidad de “licencias poéticas”, los científicos son bastante positivos al respecto. Por qué los científicos están en una relación de amor y odio con ‘Interestelar’. Es verdadera “ciencia ficción” al presentar algunas de las especulaciones metafísicas / filosóficas sobre lo que realmente son el espacio, el tiempo y la gravedad. Y se da cuenta del hecho de que “todavía estamos tratando de entender qué es realmente la gravedad”.

Nada escapa de lo que proviene de un agujero negro que no estaba en él en primer lugar, sino que se creó cerca del horizonte de eventos.

Hasta donde sabemos, todas las partículas siguen los caminos espacio-temporales por los que están viajando. No pueden elegir.

Si las partículas se mueven en diferentes caminos, entonces los caminos se pueden usar para separar los diferentes tipos de partículas tal como se hace en la espectrometría de masas.