Sé que un fotón tiene cero masa en reposo, pero tiene mucha energía. Dado que la energía y la masa son equivalentes, ¿significa esto que un fotón (o más prácticamente, un haz de luz) ejerce una atracción gravitacional sobre otros objetos? Si es así, ¿depende de la frecuencia del fotón?
Sí, de hecho uno de los comentarios hechos a una pregunta menciona esto.
Si te apegas a la gravedad newtoniana, no es obvio cómo actúa un fotón como fuente de gravedad, pero los fotones son inherentemente relativistas, por lo que no es sorprendente que una aproximación no relativista no los describa bien. Si usa la Relatividad General en su lugar, encontrará que los fotones contribuyen al tensor de energía de estrés y, por lo tanto, a la curvatura del espacio.
Consulte el artículo de Wikipedia sobre el tensor de energía de estrés EM para obtener información sobre la contribución de los fotones al tensor de energía de estrés, aunque no creo que sea un artículo terriblemente bien escrito.
Sí.
Puede demostrar mediante argumentos de conservación de la energía que los fotones confinados dentro de un volumen (por el bien del argumento, el interior de una caja sellada con superficies totalmente reflectantes) deben producir el mismo efecto gravitacional que una cantidad de materia en el mismo volumen que tendría una masa equivalente a la energía de los fotones.
En relatividad general, la fuente de gravedad es el llamado vector de cuatro impulsos , que combina impulso y energía. La luz tiene impulso y energía, por lo que es una fuente de gravedad.
La masa en reposo es la longitud del vector de cuatro impulsos. Es una rareza de la geometría del espacio-tiempo que un vector pueda tener una longitud de cero incluso cuando sus componentes no son cero, y ese resulta ser el caso de un haz de luz coherente. Pero es todo el vector el que es la fuente de la gravedad, no solo la longitud.
Como a menudo, no se ha pasado por alto algo. La energía y la masa no pueden ser intercambiables con respecto a tener la capacidad de generar fuerza gravitacional, porque de lo contrario, la 'energía de enlace' también contribuiría, obviamente no lo hace. ¿Tenemos un callejón sin salida, tal vez no, si los fotones realmente poseen masa después de todo? He calculado algebraicamente que cuando la materia se descompone directamente en fotones (lo que ahora se ha observado) la 'Masa Relativista' resultante es siempre un valor que es el doble que la 'Masa en Reposo' original de la materia a partir de la cual se formó. Si !!!!!!! de hecho, los fotones tienen una masa insignificante apenas detectable, y !!!! esa masa genera 'Energía gravitacional', entonces bien puede ser que la masa esté en su forma más pura (sin energía de enlace) y, además, no es solo una masa, sino muchas subdivisiones de diminutas partículas, todas en el estado más bajo posible de unión. Tal vez incluso miles, si no millones, de partículas de masa casi cero absoluta, todas en cero 'Estado de entropía'. La próxima parada para ellos en la escala de subdivisión solo puede ser la de 'Phase Waves'. Por supuesto, se dice que los fotones siguen la 'geodésica natural' del espacio-tiempo curvo, pero lo que se pasa por alto es la posibilidad de que un gran número de fotones generados con suficiente densidad puedan, de hecho, ejercer una atracción gravitatoria. Esto aún no es concluyente, pero si todos los 'si' resultan ser positivos en este escenario, tenemos una revolución en la forma en que pensamos sobre la materia y la energía, especialmente los fotones. Cabe señalar que ahora se sabe que los fotones en realidad oscilan sus velocidades alrededor de 'ligeramente más rápido' y ' ligeramente más lenta que la velocidad media de la luz. ¡Esto es muy importante en el funcionamiento de 'Photon Mass', de hecho, 'Photon Mass' puede no funcionar sin este descubrimiento! NB Es muy probable que la 'Masa fotónica' exista dentro de un volumen casi infinitamente pequeño, por lo que su atracción gravitatoria solo será detectable a un alcance extremadamente corto, mucho más allá de la detección de cualquier tecnología disponible durante un tiempo considerable. Sin embargo, no importa cuán corto sea este rango, incluso la 'Teoría de la probabilidad' predice una posibilidad finita de que una fuerza gravitacional pueda ejercerse a un alcance extremadamente largo, es decir, suficientes fotones podrían ejercer una 'fuerza gravitacional' medible a muy largo alcance, especialmente si Hay una gran densidad de ellas, como en el caso de estrellas brillantes muy densas.
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Abhimanyu Pallavi Sudhir