¿Cómo actuaría un fotón ante la influencia gravitatoria de un agujero negro que lo atrae 180° en su dirección?

Con toda esta situación, también se da que la influencia gravitacional es lo suficientemente fuerte como para hacer retroceder al fotón. Ahora, el fotón está siendo atraído directamente desde detrás del camino por el que viaja, por lo que no puede girar en ninguna dirección y simplemente puede ir directamente detrás.

La velocidad de la luz es constante, entonces, ¿cambiará de dirección en un instante? ¿O pasará algo más? Por favor iluminame.

Si trata al fotón como una partícula sin masa clásica, entonces su ecuación de movimiento estará dada por la ecuación geodésica. es.wikipedia.org/wiki/…
@BruceLee Eso parece estar más en la línea de una respuesta que de un comentario. Por supuesto, probablemente no sea una muy buena respuesta a menos que la amplíe un poco, pero es mejor no usar los comentarios para publicar incluso respuestas parciales.
@DavidZ En mi opinión, no es una respuesta, pretende ser una pista mediante la cual se pueden resolver las preguntas dadas.
Parece que te refieres a un fotón dentro de un agujero negro, en lugar de afuera. ¿Puedes confirmar eso por favor?
Fotón fuera de un agujero negro @StephenG
Puede ser un poco avanzado para el OP, pero cualquier persona interesada puede leer Gravitational Redshift en la geometría de Kerr-Newman en Arxiv.
@BruceLee Claro, pero si va a publicar una pista, el mejor lugar para hacerlo es el cuadro de respuesta. Los comentarios son realmente para sugerir mejoras y solicitar aclaraciones de la pregunta.

Respuestas (2)

Si el fotón ha sido emitido fuera del agujero negro, directamente lejos del agujero negro, entonces la gravedad del agujero no lo hará retroceder y escapará al infinito. El único efecto que la gravedad tendrá sobre él es el desplazamiento hacia el rojo de su longitud de onda.

Si emites un fotón dentro del agujero negro, ya no es posible que se aleje del centro. Cada dirección en la que puede ir un fotón o una partícula masiva es hacia el centro; en cierto sentido, tratar de evitar la singularidad una vez que estás debajo del horizonte es como tratar de evitar el mañana cuando estás afuera.

La otra respuesta también dice esto, pero ¿puede decirme por qué el fotón no regresa?
Realmente no he estudiado relatividad general. Pero intuitivamente hablando, el horizonte del agujero negro es precisamente la superficie donde la velocidad de escape es igual a la velocidad de la luz. Por lo tanto, por encima del horizonte, la velocidad de escape es menor que la velocidad de la luz. Por lo tanto, por encima del horizonte, un fotón (o una partícula masiva con una velocidad mayor que la velocidad de escape) puede escapar del agujero negro. Del mismo modo, la gravedad no puede cambiar la velocidad de la luz, y no hay razón por la que deba afectar su dirección. (Tendría un efecto si la gravedad y la trayectoria del fotón no estuvieran alineadas).
Muchas gracias. Puedo ver lo estúpido que fui al hacer esta pregunta sin pensar en esto antes. Se agradece profundamente la explicación.
Los fotones no son atraídos por la gravedad. Los fotones simplemente se mueven en el espacio curvado por la gravedad. La curvatura del espacio cerca de un agujero negro se vuelve crítica en el horizonte de eventos. Este es el punto de no retorno para los fotones o cualquier otra cosa. La curvatura no es crítica fuera del horizonte, por lo que los fotones simplemente salen volando moviéndose en el espacio como lo hacen normalmente. Sin embargo, el tiempo se mueve más lento en el horizonte. Entonces, para un observador remoto, la velocidad de la luz cerca del horizonte es muy lenta y los fotones tardarían mucho en llegar desde allí.

El fotón perdería energía y, por lo tanto, aumentaría su longitud de onda, pero su velocidad no cambiaría ni en magnitud ni en dirección.

¿Puede indicar por qué la dirección no cambiará? Se dice que los agujeros negros pueden influir en la dirección de la luz. Tengo una idea muy vaga de por qué, pero agradecería una explicación.
Porque, según la pregunta, está directamente detrás de la dirección de viaje de este fotón.
Dicho de otra manera, porque el fotón viaja en un camino radial hacia el exterior, de lo contrario su dirección cambiaría.
¿Cómo actuaría un fotón ante la influencia gravitatoria de un agujero negro que lo atrae 180° en su dirección?
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