¿La gravedad afecta al magnetismo, viceversa, o se "ignoran" entre sí?

Question

De repente me asalta la pregunta de si la gravedad afecta de alguna manera al magnetismo. Por otro lado, la gravedad es una fuerza débil, pero el magnetismo parece ser una fuerza fuerte, ¿afectaría entonces el magnetismo a la gravedad?

¿O se "ignoran" entre sí, siendo fuerzas que no interactúan?

La respuesta a esto está relacionada con esta pregunta: Si el núcleo de la tierra se enfriara para que ya no fuera líquido, ya no girara y, por lo tanto, no produjera un campo magnético, ¿esto afectaría la gravedad de la tierra?

Answer 1

El tensor de campo electromagnético $F_{\mu\nu}$ que codifica toda la información sobre el campo eléctrico y magnético, ciertamente contribuye al tensor de energía-impulso $T_{\mu\nu}$, que aparece en las Ecuaciones de Campos de Einstein: $$G_{\mu\nu}= 8\pi G T_{\mu\nu}$$ El lado izquierdo de esta ecuación codifica la geometría del espacio-tiempo, mientras que el lado derecho describe las 'fuentes' de la gravedad. Por lo tanto, podemos decir que el magnetismo sí tiene un efecto sobre la geometría del espacio-tiempo, es decir, sobre la gravedad.

Answer 2

Efecto magnético en la gravedad: En términos técnicos: sí. Para propósitos prácticos: no.

Como afirma Danu, un campo magnético es una forma de energía, y Einstein demostró que la energía puede ser equivalente a masa. Una cantidad suficientemente grande de energía (de cualquier tipo) recopilada juntas producirá una gravedad medible (también conocida como curvatura del espacio-tiempo).

Esta fuente sitúa la energía total del campo magnético de la Tierra en $10^{19}$ joules. Si eso es correcto, es equivalente a 111 kilogramos, lo que es aproximadamente $10^{-23}$ de la masa (y gravedad) de la Tierra.

Advertencia: No soy un físico "real"; es posible que esté calculando algo incorrecto. Pero tengo bastante confianza en que el número es insignificante, en comparación con muchas otras cosas que afectan la gravedad de la Tierra.

Como menciona Ben, la energía electromagnética de protones y electrones equivale a una cantidad significativa de la masa en cada átomo. Pero los campos magnéticos comunes a escala humana exponen una fracción tan pequeña de esta energía que resulta irrelevante gravitacionalmente.

Efecto gravitacional en el magnetismo: Depende de cómo lo veas.

A diferencia de un electroimán (como el núcleo de la Tierra), no puedes "apagar" un campo gravitacional y comparar la diferencia.

Pero en un sentido más amplio, los campos magnéticos producidos por grandes masas convectivas solo existen debido a la gran presión y calor generados por la autogravedad. Si eso cuenta es más una cuestión de filosofía que de física.