Sé que un fotón tiene una masa en reposo nula, pero tiene mucha energía. Dado que la energía y la masa son equivalentes, ¿significa esto que un fotón (o más prácticamente, un rayo de luz) ejerce una atracción gravitatoria sobre otros objetos? Si es así, ¿depende de la frecuencia del fotón?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Sí, de hecho uno de los comentarios hechos a una pregunta menciona esto.
Si te ciñes a la gravedad newtoniana, no es obvio cómo un fotón actúa como fuente de gravedad, pero entonces los fotones son inherentemente relativistas, así que no es sorprendente que una aproximación no relativista no los describa bien. Si utilizas la relatividad general, verás que los fotones contribuyen al tensor de energía de la tensión y, por tanto, a la curvatura del espacio.
Véase el artículo de Wikipedia sobre Tensor de energía de tensión EM para obtener información sobre la contribución de los fotones al tensor de energía de tensión, aunque no creo que sea un artículo muy bien escrito.
slm
Puntos
597
Sí.
Se puede demostrar mediante argumentos de conservación de la energía que los fotones confinados en un volumen (por ejemplo, el interior de una caja sellada con superficies totalmente reflectantes) deben producir el mismo efecto gravitatorio que una cantidad de materia en el mismo volumen que tendría una masa equivalente a la energía de los fotones.
benrg
Puntos
1163
En la relatividad general, la fuente de la gravedad es la llamada cuatro momentos vector, que combina el momento y la energía. La luz tiene momento y energía, por lo que es una fuente de gravedad.
La masa en reposo es la longitud del vector de cuatro momentos. Es una rareza de la geometría del espacio-tiempo que un vector pueda tener una longitud de cero incluso cuando sus componentes son distintos de cero, y ese resulta ser el caso de un haz de luz coherente. Pero es todo el vector el que es fuente de gravedad, no sólo la longitud.
Mark Dyson
Puntos
7
Como a menudo, no se ha pasado algo por alto. La energía y la masa no pueden ser intercambiables en lo que respecta a la capacidad de generar fuerza gravitatoria, porque de lo contrario la "energía de enlace" también contribuiría, obviamente no lo hace. Tenemos un impasse, 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 de la 'Masa en Reposo' original de la materia de la que se formó. Si !!!!!!! los fotones tienen una masa insignificante y apenas detectable, y !!!! esa masa genera "energía gravitacional", entonces puede ser que la masa esté en su forma más pura (sin energía de enlace) y lo que es más, no es sólo una masa, sino muchas subdivisiones de partículas diminutas, todas en el estado más bajo posible de enlace. Tal vez incluso miles, si no millones, de partículas de masa casi nula, todas en "estado de entropía" cero. La siguiente parada para ellas en la escala de subdivisión sólo puede ser la de las 'Ondas de Fase'. Por supuesto, se dice que los fotones siguen la "Geodésica Natural" del espacio-tiempo curvado, pero lo que se pasa por alto es la posibilidad de que un gran número de fotones generados en una densidad suficiente puedan ejercer de hecho una atracción gravitatoria. Esto todavía no es concluyente, pero si todos los "si" resultan ser positivos en este escenario, tenemos una revolución en la forma de pensar sobre la materia y la energía, especialmente los fotones. Cabe señalar que ahora se sabe que los fotones oscilan sus velocidades alrededor de "ligeramente más rápido" y "ligeramente más lento" que la velocidad media de la luz. ¡¡¡Esto es muy importante en el funcionamiento de la "Masa Fotónica", de hecho la "Masa Fotónica" no podría funcionar sin este descubrimiento!!! NB La "Masa Fotónica" muy probablemente existe dentro de un volumen casi infinitamente pequeño, por lo que su atracción gravitacional sólo será detectable a un rango excesivamente corto, mucho más allá de la detección de cualquier tecnología disponible durante un tiempo considerable. Sin embargo, por muy corto que sea este rango, incluso la "Teoría de la Probabilidad" predice una posibilidad finita de que se ejerza una fuerza gravitatoria a un rango extremadamente largo, es decir, suficientes fotones podrían ejercer una "fuerza gravitatoria" medible a rangos muy largos, especialmente si hay una alta densidad de ellos, como en el caso de las estrellas brillantes muy densas. NOTA TAMBIÉN Se desconoce con certeza si los fotones pueden o no ejercer presión contra una superficie física, algo que en realidad puede ser casi imposible de detectar con la tecnología actual.
