¿Cómo altera gravitacionalmente la energía de la luz?

Answer 1

Recuerda la relatividad. E = mc ^ 2. La energía es masa y la masa es energía. Un fotón tiene una cantidad cuantificable de energía, por lo que, por definición, también tiene masa, calculada dividiendo la energía por la velocidad de la luz.

Esa masa es muy pequeña.

Primero, tienes que calcular su energía a partir de su longitud de onda. Digamos que es luz verde, 510nm en longitud de onda. Para encontrar su energía, primero necesitamos convertir eso a frecuencia; f = c / l. La velocidad de la luz es 299.792.458 m / s, por lo que la frecuencia de la luz verde es f = 299792458 / (510 * 10 ^ -9) = 587.828 * 10 ^ 12 Hz, o 587.828 THz.

Ahora encontramos la energía. E = hf, donde h es la constante de Planck, que es un número extremadamente pequeño: 6.62606957 × 10 ^ −34 cuando sus mediciones están en julios y segundos como la nuestra. Este pequeño número corta nuestra alta frecuencia al tamaño bastante rápido; la energía de un solo fotón de luz verde es 3.89499 * 10 ^ -19 J, o 38.95 attojoules. Esta es una cantidad tan pequeña de energía que la mayoría de las mediciones a esta escala se realizan en voltios electrónicos; 1eV ~ = 1.6 * 10 ^ -19J, por lo que estamos hablando de aproximadamente dos y medio electronvoltios.

Ahora, dividimos ese número por la velocidad de la luz al cuadrado (si E = mc ^ 2, m = E / c ^ 2), y el valor resultante es la masa de nuestro fotón verde; 4.33376 * 10 ^ -36 gramos. El prefijo métrico de SI más pequeño es yocto , que es 10 ^ -24 (un septillionth para aquellos en los EE. UU.; Un cuatillionth para la mayoría del resto del mundo usando la “escala larga”). La masa de nuestro fotón verde es otras 9 órdenes de magnitud más pequeña, aproximadamente 4 mil millonésimas de un yoctograma.

El hecho de que la luz tenga masa es la razón por la cual las lentes gravitacionales, la ausencia de luz visible desde el horizonte de eventos de un agujero negro y otras situaciones extrañas ocurren cuando la luz encuentra cosas realmente masivas; la masa extrema del objeto (un agujero negro en realidad nos muestra mejor este lente, aunque cualquier objeto suficientemente masivo puede doblar la luz, incluidos los radioemisores espontáneos como estrellas y planetas muy grandes) es suficiente para que la masa minúscula del fotón sea suficiente para producir Una fuerza gravitacional significativa cuando la luz se acerca lo suficiente. Demasiado cerca, y se captura la luz.

Answer 2

Toma un pedazo de papel y dibuja una línea recta con una regla. Luego arruga el papel y míralo desde arriba. La línea recta ahora está obligada a girar a la izquierda y a la derecha por el arrugamiento del papel, es decir, por la distorsión del espacio-tiempo en otra dimensión. Los Flatlanders bidimensionales sin una comprensión de la dimensión en la que se arrugó el papel que intenta moverse en línea recta sobre esta superficie se curvarán de una forma u otra, es decir, experimentarán una fuerza al moverse a través del espacio arrugado. La fuerza de la gravedad es el resultado de masas que deforman el espacio-tiempo, que afecta a todo lo que se mueve a través de ese espacio-tiempo, incluso si esa cosa no tiene masa.

Answer 3

Los fotones son partículas sin masa, tienen cero masa en reposo. pero a la velocidad de la luz viajan a una frecuencia y con un cierto impulso y energía.
Necesitas entender cómo funciona la gravedad. La masa / energía dobla el espacio tiempo a su alrededor. tan cerca de un objeto masivo el tiempo es relativamente más lento. de modo que cuando un fotón se desplaza hacia y desde un objeto masivo, su frecuencia aumenta y disminuye respectivamente. Por lo tanto, puede ganar y perder energía.

Answer 4

Como lo escuché, y lamento mucho no poder citarlo ni recordar dónde lo escuché (algún programa de ciencia en algún lugar probablemente en línea) dijo que aunque a menudo se las llama partículas “sin masa”, en realidad no lo son. bastante 100% sin masa. Solo posee una cantidad infinitamente pequeña de masa, incluso en comparación con otras partículas subatómicas.

De todos modos eso es lo que oí.