La gravedad tiene un efecto de desaceleración en la luz. Sin embargo, para calcular la fuerza gravitacional tenemos que tener dos masas m1 y m2. Mientras que un fotón es un objeto sin masa. Entonces, ¿la gravedad actúa sobre cualquier forma de energía o la masa tiene que estar presente?

Como se dijo, la pregunta implica varios conceptos erróneos.

1. La gravedad no “desacelera” los fotones. La velocidad de la luz medida localmente en el vacío es siempre la misma. Sin embargo, a largas distancias, debido a la curvatura del espacio-tiempo, los fotones tardan más en llegar (el llamado retraso de Shapiro). Pero esto no se debe a la desaceleración, sino a que la trayectoria del fotón es diferente en presencia de la gravedad. Una cosa que la gravedad hace a los fotones es un cambio de energía: un fotón que cae en un pozo de gravedad ganará energía y su frecuencia aumentará (cambio de gravedad azul) mientras que un fotón que se eleva desde un pozo de gravedad perderá energía y su frecuencia disminuirá (gravitacional desplazamiento al rojo). Esta, de hecho, fue una de las principales predicciones originales de Einstein cuando formuló la teoría general de la relatividad.
2. El fotón no tiene masa en reposo (está bien, tampoco tiene marco de descanso) pero sí tiene energía, que es equivalente a la masa. Esto se puede calcular fácilmente. Por ejemplo, si calcula la cantidad de radiación emitida por el Sol cada segundo, encontrará que es equivalente a aproximadamente 4.3 millones de toneladas métricas. Además, debido a que esta radiación (producida en el interior del Sol) pasa mucho tiempo (en la escala de millones de años) atrapada dentro del Sol antes de escapar, en cualquier momento dado, algo en la escala de una décima millonésima parte de la masa del Sol. (y, por lo tanto, la gravedad del Sol) se debe a los fotones atrapados en su interior. ¡Bastante bueno para una partícula supuestamente “sin masa”! Pero nuevamente, recuerde que sin masa significa que no hay masa en reposo.
3. La gravedad no se origina ni actúa sobre la masa en reposo. La fuente es el tensor de tensión-energía-momento, una cantidad que incorpora la masa en reposo, el momento y las tensiones y cizallas internas. En circunstancias cotidianas (las velocidades son mucho más lentas que la velocidad de la luz, las tensiones, la presión y la cizalladura son todas moderadas, “no relativistas”), la teoría puede aproximarse muy bien teniendo en cuenta solo la masa en reposo, que es cómo se recupera Poisson ecuación para la gravedad. Pero esto no es cierto en el caso general: además de la masa en reposo, el impulso, la presión, la tensión y el corte contribuyen a la gravedad y responden a la gravedad.