¿Por qué y cómo se dobla la luz debido a la gravedad?

Answer 1

Estoy seguro de que obtendrás muchas más respuestas de expertos que las mías, pero aquí va. De acuerdo con la teoría de la Relatividad General, la materia y la energía hacen que el espacio-tiempo se convierta en curva, y la luz sigue la geodésica (ruta más corta) en el espacio-tiempo, que en el espacio curvo es una curva. Llamaré a eso el cómo.

En cuanto al por qué, volvamos al Principio de Equivalencia. La realización de Einstein fue que si está en un ascensor, no puede distinguir la diferencia entre el ascensor parado en un campo gravitatorio y el ascensor que acelera hacia el techo en un espacio vacío. (Esto tendría que ser un elevador infinitesimal porque si detectara una fuerza diferente en diferentes partes del elevador, sabría que el efecto no se debió únicamente a la aceleración).

Entonces, en lugar de pensar en la gravedad, podemos pensar en ese ascensor que acelera hacia arriba, que es mucho más simple. Si sostuvieras una pelota, aceleraría contigo y sentirías el peso de la pelota, exactamente como una fuerza que la empuja hacia el piso. Si lanzara la bola horizontalmente hacia la pared del elevador, ésta golpearía la pared en un punto más bajo que donde comenzó, debido a la aceleración del elevador. Fácil.

No es diferente si enfocas una linterna horizontalmente en la pared. Debido a la aceleración del elevador y la velocidad finita de la luz, la luz golpearía la pared un poco más baja que hacia donde se apunta la linterna. Desde la perspectiva del ocupante del ascensor, el camino de la luz se dobla. Alguien que observara desde afuera, no acelerando, vería que el rayo de luz iba directo y que era el acelerador del ascensor lo que hacía que golpeara la pared más abajo de donde estaba apuntada.

Por el Principio de Equivalencia, no hay diferencia entre el ascensor que acelera en el espacio vacío y el ascensor que no se mueve en un campo gravitatorio. Por lo tanto, un campo gravitatorio desvía la luz de la misma manera en que parece que lo hace el ascensor acelerador.

Answer 2

Todos los objetos, independientemente de la masa, se ven afectados por la gravedad con exactamente la misma aceleración. Un martillo cae en un campo gravitatorio. Una pluma cae en un campo gravitatorio. Y un fotón (partícula de luz) cae en un campo gravitatorio. Y todos caen con la misma aceleración en las mismas circunstancias.

Entonces, ¿por qué no vemos comúnmente “fotones cayendo”? La gran diferencia entre los fotones y otras partículas es que siempre viajan a la velocidad de la luz. Cuando un fotón ha caído incluso una fracción de milímetro, ha viajado miles de kilómetros. La desviación hacia abajo en movimiento causada por la gravedad es casi imperceptible.

Answer 3

La luz viaja en línea recta.

La gravedad es un cambio local en la geometría del espacio-tiempo, de modo que esas líneas rectas no apuntan en la dirección que lo harían si la gravitación no estuviera allí.

Vemos la luz doblada por la gravedad, pero en realidad son las líneas rectas y, por lo tanto, todo lo que viaja a lo largo de ellas (que es prácticamente todo).

Answer 4

Como se esperaba, aquí hay varias respuestas al efecto de “la gravedad se dobla espacio y la luz sigue una línea recta a través del espacio curvo”. Esta es una teoría generalmente aceptada, pero hay muchos problemas con esta explicación.

Específicamente: ¿Qué pasa con la luz que viaja directamente lejos de una fuente gravitatoria, no en un ángulo hacia ella? Si el espacio fuera simplemente curvado hacia el objeto, entonces una línea perpendicular a la superficie del objeto sería recta (pero más larga de lo esperado) y la luz no tendría ningún problema en seguir una línea recta alejándose de la fuente y escapar sin obstáculos. Sin embargo, este no es el caso, ya que los objetos súper masivos causan desplazamiento al rojo y los agujeros negros capturan la luz completamente.

En mi opinión, la gravedad es un efecto dinámico y se asemeja más a un flujo constante de espacio que a una simple condición estática como un hoyuelo. Entonces, un objeto masivo como el sol tendría un “flujo” muy rápido de espacio hacia él y afectaría todo, desde la luz y las partículas subatómicas, a los planetas y otros objetos estelares.

Answer 5

La luz viaja geodésicamente en línea recta. Entonces, cuando la gravedad se dobla el espacio-tiempo, dobla la misma tela en la que la luz viaja. Por lo tanto, la luz tiene que pasar a través del camino con la menor resistencia, que es la curvatura del espacio-tiempo a medida que se dobla.

Imagina rodar una pelota en un embudo. A medida que empuja la bola a través, se doblará en su camino y bajará por el embudo.

Answer 6

La luz no tiene masa … por lo tanto, no debería verse afectada por la gravedad … pero es … esa es la pregunta, ¿verdad? Técnicamente hablando … no lo es, la gravedad no afecta directamente a la luz, pero la gravedad la dobla como efecto secundario … ¿efecto secundario de qué? La gravedad es el resultado de la deformación del espacio-tiempo, los fotones no se ven afectados directamente por la gravedad, ya que no tienen masa, pero los fotones viajan en el espacio-tiempo y siguen sus líneas de contorno … aunque la luz no tiene ningún efecto sobre ellos. Por lo tanto, un observador ve la luz como deformada por la gravedad … pero tal deformación no es … es simplemente fotones siguiendo las líneas de contorno espacio-tiempo … mientras que la masa influye y deforma el espacio-tiempo.

Answer 7

Básicamente, las grandes masas deforman el espacio y debido a eso también deforman los caminos que toman los fotones.

Answer 8

Debido a que la gravedad, según la teoría de la relatividad de Einstein, crea una abolladura en el espacio-tiempo, similar a una bola de bolos en un trampolín, la bola de bolos es un objeto, el trampolín es el espacio-tiempo.

Esto significa que todo se siente atraído por este divet, sin importar lo que sea, y esto incluye ondas electromagnéticas, también conocidas como luz.