La luz claramente se ve afectada por la gravedad, solo piense en un agujero negro, pero la luz supuestamente no tiene masa y la gravedad solo afecta a los objetos con masa.
Por otro lado, si la luz tiene masa, entonces la masa no se vuelve infinitamente más grande cuanto más se acerca a la velocidad de la luz un objeto viaja. Entonces, esto daría como resultado que la luz tenga una masa infinita, lo cual es imposible.
¿Alguna explicación?
En relatividad general, la gravedad afecta cualquier cosa con energía . Si bien la luz no tiene masa en reposo, todavía tiene energía y, por lo tanto, se ve afectada por la gravedad.
Si piensas en la gravedad como una distorsión en el espacio-tiempo ( al estilo de la relatividad general), no importa cuál sea el objeto secundario. Mientras existe, la gravedad lo afecta.
Cuando piensa en cómo la gravedad afecta la luz, realmente necesita pensar en términos de relatividad general, que describe la gravedad como el efecto de un espacio-tiempo curvo sobre partículas en movimiento. Resumido por John Wheeler, la masa le dice al espacio cómo curvarse y el espacio-tiempo le dice a la masa cómo moverse.
Cuando aplicamos esto a la luz, comenzamos con el hecho de que la luz viaja en línea recta (geodésicas nulas). Sin embargo, cuando tenemos una gran masa (por ejemplo, el Sol), curva el espacio a su alrededor, por lo que nuestro rayo de luz seguirá una línea recta en este espacio-tiempo curvo. Este camino nos parecerá torcido y conduce al fenómeno de la lente gravitatoria.
Aparte, esto también responde fácilmente a la pregunta de por qué todas las masas caen al mismo ritmo (o la masa gravitatoria es igual a la masa inercial). Las partículas masivas también siguen geodésicas (líneas rectas) en este espacio-tiempo curvo, por lo que si lanzo dos objetos de diferentes masas con la misma velocidad inicial seguirán la misma geodésica a través del espacio-tiempo, y vemos esto como que ambos objetos tienen la misma aceleración.
La fuente de gravedad en la relatividad general es un objeto llamado tensor de tensión-energía, que incluye densidad de energía, densidad de momento, flujo de energía, flujo de momento (que incluye esfuerzo cortante y presión), etc. Obviamente, la luz tiene energía, por lo que actúa gravitacionalmente. en GR. Ya que , vemos que la masa contribuye con una enorme cantidad de energía; por lo tanto, los objetos masivos tienen campos gravitatorios muy fuertes, por lo que los otros términos son insignificantes, razón por la cual la ley de Newton funciona tan bien. Sin embargo, están ahí, por lo que la luz tiene un campo gravitatorio, aunque tenga masa cero.
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