¿Por qué la luz no puede escapar de un agujero negro? [duplicar]

Sabemos que la luz no tiene masa, entonces, ¿por qué la gravedad de un agujero negro atrae la luz?

Porque la gravedad no solo atrae objetos con masa. También altera el camino de la luz. Porque la gravedad está provocada por una concentración de energía que "condiciona" el espacio circundante, alterando sus propiedades métricas, por lo que hablamos de curvatura del espacio-tiempo. Pero tenga en cuenta que la luz no se curva porque el espacio-tiempo es curvo. La curvatura del espacio-tiempo en realidad está asociada con la fuerza de marea, mientras que la "inclinación" del espacio-tiempo asociada está asociada con la fuerza de la gravedad. La última es la primera derivada del potencial, la primera es la segunda derivada del potencial, que tiene que ver con la curvatura de Riemann . Eche un vistazo a la gráfica de potencial gravitacionalen Wikipedia. La curvatura que puede ver en la gráfica es efectivamente la curvatura del espacio-tiempo. Pero la fuerza de la gravedad, y por lo tanto la curvatura de la luz en algún lugar, se relaciona con la pendiente de la parcela. Sin embargo, tenga en cuenta que necesita la curvatura para que su gráfico se despegue y nivele en el medio, por lo que la curvatura del espacio-tiempo es la "característica definitoria" de un campo gravitatorio.

¿Por qué la luz no puede escapar de un agujero negro?

Eche un vistazo a la desviación y el retraso de la luz de Ned Wright :

Vea dónde dice esto: "En un sentido muy real, el retraso experimentado por la luz al pasar un objeto masivo es responsable de la desviación de la luz" . Este retraso tiene que ver con la velocidad "coordenada" de la luz, que es más lenta cuando es más baja. Puede leer a Einstein hablando de este tipo de cosas en los nuevos documentos digitales en línea . ¡Algo contrario a la intuición, un rayo de luz ascendente se acelera! De todos modos, en el horizonte de eventos del agujero negro, la velocidad coordinada de la luz es cero, consulte Wikipedia . La luz no puede escapar de un agujero negro porque efectivamente se detiene.

Un fotón tiene una masa en reposo de cero (donde la masa en reposo $m$es la cantidad invariante de Lorentz en la norma de Minkowski de cuatro impulsos al cuadrado$E^2/c^2 - p^2 = m^2 c^2$).

Sin embargo, un campo de luz de energía$E$gravita y en sí mismo tiene una fuente gravitacional equivalente a una masa$E/c^2$. Además, un sistema de fotones tiene una masa en reposo distinta de cero (ver referencia), al igual que un fotón confinado en un resonador perfecto (este último se sumará al impulso necesario para acelerar el resonador) como discuto en mi respuesta aquí

Referencia: Este fue el segundo artículo del propio Einstein sobre el tema de la relatividad especial, y sigue siendo una de las explicaciones más sencillas sobre la masa en reposo distinta de cero de un sistema de fotones o, como él lo concibió, un par de luces de Maxwell. vigas:

A. Einstein, " Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig? ", Ann. der Phys. 18 :639,1905 traducción al inglés "¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía?" es aquí

Se supone que la luz posee una masa en movimiento relativista aunque no posea ninguna masa en reposo. m2c2=M2c2-M2v2 donde m es la masa en reposo y M es la masa relativista y v=c. esto da m = 0, pero M no es cero, el valor de M se puede calcular a partir de los datos experimentales sobre la presión de radiación.