¿Cuál es la condición para que la carga acelerada irradie?

Siempre me enseñaron que cualquier carga acelerada produce radiación, pero no creo que esta condición sea suficiente. Por ejemplo, cualquier carga gratuita en la Tierra se acelera debido a que la Tierra orbita alrededor del Sol, pero no produce radiación.

"Por ejemplo, cualquier carga gratuita en la Tierra se acelera debido a que la Tierra orbita alrededor del Sol, pero no produce carga", ¿quiso decir radiación? Estoy seguro de que alguien tendrá una respuesta para ti, pero mi corazonada es que la respuesta es no porque la Tierra sigue la curvatura del espacio-tiempo creada por el campo gravitacional del sol en lugar de acelerar.
relacionado: physics.stackexchange.com/q/70915 , especialmente la respuesta de Ben Crowell.
Este artículo tiene un tratamiento bastante bueno del tema. mathpages.com/home/kmath528/kmath528.htm

Respuestas (2)

De hecho, una carga eléctrica en reposo en la superficie de la Tierra se acelera y esto en realidad plantea un desafío a la idea de que la carga uniformemente acelerada irradia. Creo que esto sigue siendo una pregunta abierta. Por ejemplo :

Una de las proposiciones más familiares de la electrodinámica clásica elemental es que "una carga acelerada irradia". De hecho, a menudo se dice que la potencia (energía por tiempo) de la radiación electromagnética emitida por una partícula cargada es estrictamente una función de la aceleración de esa partícula. Sin embargo, si aceptamos el Principio de Equivalencia fuerte (es decir, la equivalencia entre gravedad y aceleración), la simple idea de que la radiación es una función de la aceleración se vuelve problemática, porque en este contexto un objeto puede estar estacionario y acelerar. Por ejemplo, un objeto cargado en reposo en la superficie de la Tierra está estacionario y, sin embargo, también está sujeto a una aceleración (gravitatoria) de aproximadamente 9,8 m/seg2. Parece seguro decir (y es evidentemente un hecho) que tal objeto no irradia energía electromagnética, al menos desde el punto de vista de los observadores co-estacionarios. Si lo hiciera, tendríamos una fuente perpetua de energía libre. Dado que la fuerza hacia arriba que mantiene al objeto en su lugar en la superficie de la Tierra no actúa a ninguna distancia, el trabajo realizado por esta fuerza es cero. Por lo tanto, no se está poniendo energía en el objeto, por lo que si el objeto está irradiando energía electromagnética (y suponiendo que la energía interna del objeto permanezca constante), tenemos una violación de la conservación de la energía.

Un artículo aquí propone que la carga uniformemente acelerada radia , pero que la radiación está "más allá del horizonte" para los observadores en movimiento.

Mostramos, al explorar algunas consecuencias elementales de la covarianza de las ecuaciones de Maxwell bajo transformaciones de coordenadas generales, que, a pesar de que los observadores inerciales pueden detectar la radiación electromagnética emitida por una carga uniformemente acelerada, los observadores comomóviles verán solo un campo eléctrico estático. Este simple análisis puede ayudar a comprender una de las paradojas más celebradas del siglo pasado.

Entonces, ¿a qué distancia necesitaría colocar las celdas de radiación de la superficie de la Tierra para capturar la energía de radiación de las cargas radiantes?
@lurscher, ????
@AlfredCentauri ¿Se está acelerando un electrón que orbita alrededor del sol? No se aplica ninguna fuerza. Alternativamente, si un electrón no estuviera en órbita, sino que simplemente se mantuviera en su lugar por una fuerza, ¿no es equivalente a la aceleración? En otras palabras, ¿un electrón en órbita no irradia, excepto en un marco de referencia acelerado?
@SimpleLikeAnEgg, cualquier partícula, cargada o no, que no esté en una geodésica se acelera, es decir, un acelerómetro conectado a la partícula da una lectura distinta de cero. Cualquier partícula en caída libre es inercial, es decir, el acelerómetro marca cero. ¿Responde esto a tu pregunta? (debería).
@AlfredCentauri Sí: una partícula en órbita está en una geodésica y, por lo tanto, no acelera.
en un g, el horizonte de Rindler tiene un radio mucho más pequeño que el horizonte cosmológico, por lo tanto, puedo colocar células más allá de esa distancia y capturar la radiación de las cargas en la superficie de la Tierra, y tener energía infinita. ¿No ves algo malo en eso?
@lurscher, ¿no es cierto que no hay observadores comóviles más allá del horizonte? Y, ¿no es cierto que los observadores que no se mueven detectan radiación?
más allá de qué horizonte? el documento menciona solo el horizonte de Rindler, que no es lo mismo que el horizonte cosmológico
@lurscher, no he mencionado un horizonte cosmológico en ninguna parte de mis comentarios anteriores.
tienes razón, así que si colocas una celda fuera de ese horizonte, puedes capturar la energía radiada de las cargas en la superficie
@lurscher, no estoy seguro de por qué estás enfocado en una celda fuera del horizonte. Según el documento, un observador inercial observará la radiación de la carga uniformemente acelerada ya sea dentro o fuera del horizonte. El documento distingue esto de los observadores que se mueven conjuntamente (con la carga) que no observan la radiación. Y, como escribí antes, no hay observadores que se mueven juntos fuera del horizonte.
Si este fuera el caso, entonces podría obtener energía de radiación de cualquier pozo gravitacional con cargas netas. No digo que no lo será, pero sería un poco raro. Aunque si la radiación fuera térmica, me pregunto si se puede conectar eso a una radiación de Hawking de agujeros negros cargados. ¿Quizás cualquier cuerpo gravitacional con carga neta tendería a evaporarse, como un agujero negro?

La carga acelerada por la gravedad de la Tierra no emite ninguna radiación, se sigue de la transformación a un marco de referencia en el que la carga está estacionaria y aplicando el requisito relativista de que el comportamiento de la carga, incluido si irradia o no, no puede depender del marco de referencia. referencia desde la que se ve.

Eso es lo que no me queda claro (no estoy familiarizado con la relatividad general). Entonces, ¿siempre puedo distinguir entre la aceleración debida a la gravedad y la "aceleración normal"? ¿Y qué hay de la Tierra girando alrededor del Sol? ¿Produce alguna radiación (cargas gratuitas en la Tierra)?
¡Realmente no! Mi conocimiento de nuestro planeta es limitado, pero lo que puedo decir es que la Tierra rara vez o nunca emite partículas cargadas, sin embargo, emite radiación en el sentido de radiación térmica... si la Tierra emitiera partículas cargadas, lo cual estoy seguro que sería radiactivo, estaríamos expuestos a la radiación casi todos los días, muchas criaturas incluso habrían sido mutadas.
Esto es simplista y erróneo. Hay muchas sutilezas involucradas. Por ejemplo, no es necesariamente cierto que la existencia de radiación pueda definirse de manera independiente del marco de referencia, incluidos los marcos no inerciales.
¿Cuál es la condición para que la carga acelerada irradie?
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