¿Afecta la gravedad a las cosas sin masa?

Esta es una pregunta muy importante en física, y una de las más difíciles de resolver en el siglo XX. La mayoría de la gente piensa que “la gravedad solo afecta a las cosas que tienen masa” y, por lo tanto, “la luz no se vería afectada por la gravedad”. Pero como lo demuestran Arthur Eddington, Albert Einstein y otros, resulta que la luz está afectada por la gravedad. Y así, la gravedad afecta a las cosas que no tienen masa.

Fuente: Solar Eclipse. Las observaciones demostraron que Einstein tenía razón.

Resulta, gracias a Einstein, que la energía y la masa son equivalentes a través de la ecuación de: [math] E = m * c ^ 2 [/ math], donde “m” es la masa, “E” es la energía y “c ”Es la velocidad de la luz. En el caso de esta ecuación, esto significa que dado que la masa se ve afectada por la gravedad, también tendría sentido que las cosas con energía (y ninguna masa) también se vean afectadas por la gravedad (principio de equivalencia masa-energía); Esto es lo que observamos en la naturaleza. Aunque esto es cierto, no es la declaración más científicamente precisa. Hay mucho más que agregar a esa explicación, pero está lo suficientemente cerca como para no tener que involucrar la relatividad general (que es realmente compleja) y otras matemáticas y física muy complicadas. Así que para el lego, eso es todo lo que realmente necesita entender con respecto a las matemáticas.

Y así, dado que la luz tiene energía y no tiene masa, se verá afectada por la gravedad y se doblará de tal manera que pueda observar sus efectos.

Entonces, para responder a todas sus preguntas, la luz no tiene masa pero no escapa a los efectos de la gravedad, ya que la gravedad afecta a todas las cosas, tanto a la masa como a la energía.

Desde el principio de equivalencia, Einstein llegó a la conclusión de que la aceleración debida a la gravedad no dependía de la masa. También tuvo la idea de la Equivalencia de Energía-Masa. Ahora estaba concluyendo que la luz también debe ser afectada por la gravedad. Pero no podía hacer que la luz “acelerara”, ya que haría que la luz viajara con una velocidad más que la velocidad de la luz. Concluyó cosas como la flexión de la luz debido a la gravedad, así como el desplazamiento gravitacional rojo / azul. Para acomodar la luz sin masa en una teoría de la gravedad, separó la teoría de la gravedad de los objetos reales y la convirtió en una curvatura matemática del espacio-tiempo.

Digamos que de acuerdo con el Principio de Equivalencia, la aceleración debida a la gravedad no depende de la masa, entonces no significa necesariamente que la gravedad no tenga ninguna relación con los objetos reales y es solo una curvatura del espacio-tiempo. Con este razonamiento, a lo sumo se concluye que la luz, al carecer de masa, también quedará atrapada por la curvatura del espacio-tiempo. Otro beneficio del concepto de “curvatura del espacio-tiempo” es que con este concepto, nada puede evitar la gravedad y nada puede usarse como un escudo contra la gravedad. Todo será obligado a moverse hacia la gravedad.

Pero para lograr estos dos propósitos, no había necesidad de negar completamente la relación de la gravedad con los objetos reales. Pero ellos lo han negado. Con la curvatura del espacio-tiempo, han hecho de la gravedad una matemática abstracta en lugar de una física de la vida real.

Sin embargo, para relacionar la teoría de la gravedad con la física de la vida real, podemos decir que, de hecho, la gravedad no interactúa con objetos grandes, sino que solo interactúa con partículas subatómicas. Las partículas subatómicas pueden o no contener masa. La gravedad se ocupa de las partículas subatómicas con un mecanismo que no tiene relación directa con la masa. De esta manera, la gravedad también es capaz de interactuar con partículas virtuales como los fotones de luz. Como todo está compuesto de partículas subatómicas, cualquier cosa no puede usarse como un escudo contra la gravedad. Si su curvatura en el espacio-tiempo es verdadera, entonces esa curvatura no debe comprometer la aceleración de la luz uniforme y no debe sugerir opciones alternativas de cambio de rojo / azul debido a la gravedad. Pero las partículas, como veremos más adelante, deben restaurar su estado de perturbación debido a la gravedad y las partículas tienen tres opciones para lograr tal restauración que (i) se acelera según el dictado de la gravedad, (ii) el ejercicio de la fuerza del peso, si la aceleración está bloqueada y; (iii) desplazamiento rojo / azul si no es posible una mayor aceleración debido a la velocidad máxima c alcanzada.

Con estas afirmaciones, la gravedad llega al dominio de la física de la vida real. Por favor vea mi siguiente respuesta de pregunta para una breve explicación de cómo funciona tal sistema:

La respuesta de Khuram Rafique a ¿Por qué muchos átomos juntos no responden como una sola entidad sino como una gran entidad única a la fuerza gravitacional?

La pregunta es importante, pero pocas cosas deben aclararse antes de continuar. Lo primero es que la gravedad interactúa con los átomos individuales … incluso más que esto … la gravedad interactúa con las partículas subatómicas individuales. Pero la gravedad no es un empuje o un tirón. La gravedad no es fuerza en sentido estricto. La gravedad tampoco es curvatura del espacio-tiempo. La gravedad es un tipo de sistema de información que dicta esas partículas individuales con respecto a cuándo, dónde y cuánto moverse. Cada partícula, en capacidad individual, recibe esta información de la gravedad y actúa de acuerdo con los dictados de la gravedad también en capacidad individual.

Todas las partículas individuales de un objeto reciben casi la misma información de gravedad y, por lo tanto, la acción de todas las partículas individuales también es la misma. Cuando todas las partículas individuales caen hacia la gravedad con la misma aceleración, significa que el objeto en su conjunto también está cayendo hacia la gravedad con la misma aceleración. Ahora no importa si el objeto es pequeño o grande, pesado o ligero; Cada objeto caerá hacia la gravedad con la misma aceleración. Porque el objeto en su conjunto no tiene sentido para la gravedad. La gravedad es un sistema de información a nivel de partículas.

Ahora, ¿cómo esta información es realmente recibida por partícula individual? Aquí tenemos un modelo matemáticamente exitoso de curvatura del espacio-tiempo. Pero la gravedad es una cosa real, no matemática. Debido a la presencia de masa, hay un campo en el espacio circundante. El espacio está ‘distorsionado’ a escala subatómica. Las partículas del objeto tienen que moverse desde este espacio distorsionado y, como resultado, esas partículas tienen que restaurar su estado equilibrado con su propio esfuerzo. Se restaurará con un nuevo movimiento inercial hacia la dirección dictada por la gravedad. Ahora, todas las partículas individuales se han movido a velocidad inercial bajo la influencia de la gravedad, pero la gravedad todavía existe en una nueva ubicación, es decir, nuevas coordenadas del espacio. Una vez más, el estado equilibrado de cada partícula individual se distorsiona y, de nuevo, un nuevo movimiento inercial restablecerá el equilibrio. El nuevo movimiento inercial se agregará al movimiento inercial previamente adquirido y obtendremos la doble velocidad de cada partícula. En el tercer instante, todas esas partículas se encontrarían nuevamente sujetas a la influencia de la gravedad incluso en una nueva ubicación. Una vez más, se perturbará el estado equilibrado de todas y cada una de las partículas y nuevamente se generará un nuevo movimiento inercial para restablecer el equilibrio. Cada partícula individual adquiriría el triple de velocidad. A esta velocidad creciente le llamamos aceleración.

El movimiento total del cuerpo es la suma de los movimientos de las partículas individuales. El cuerpo en su conjunto no se está tirando o empujando. Cada partícula de cuerpo se acelera (con el tiempo) debido a su propio movimiento. Por lo tanto, el cuerpo en su conjunto no se siente tirar o empujar. Hay una sensación de ingravidez perfecta mientras el cuerpo caiga libremente.

El peso llegará a la escena cuando, debido al contacto con el suelo, no sea posible una caída más libre. Incluso ahora el espacio está distorsionado y las partículas de objeto se colocan dentro de ese espacio distorsionado. Ahora se altera el estado equilibrado de cada partícula individual y cada partícula individual está tratando de restablecer su equilibrio moviéndose de acuerdo con los dictados de la gravedad. Pero el movimiento está físicamente bloqueado. Por lo tanto, el esfuerzo de cada partícula individual de ese objeto permanece sobresaliente y este esfuerzo total sobresaliente de todas las partículas de objeto se siente como el peso del objeto. Cuantas más partículas tenga el objeto, mayor será el esfuerzo y, por lo tanto, ese objeto tendrá más peso. Es por esta razón que los objetos que tienen más masa tienen más peso y viceversa.

Ahora el problema principal sigue siendo que lo que es la gravedad total y cuál es la dirección de la gravedad. He explicado esto en mi siguiente respuesta de Quora:

La respuesta de Khuram Rafique a ¿Cómo y por qué el sol atrae a la tierra? ¿Significa que todos los objetos más pesados ​​atraen objetos más livianos?

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La fórmula de Newton es ([math] M * m) / R2 [/ math]

Entonces la gravedad total es [math] M * m [/ math]

Esta gravedad total tiene que funcionar en todas y cada una de las partículas de [math] M [/ math] y la misma gravedad total tiene que trabajar en todas y cada una de las partículas individuales de [math] m [/ math]

[math] R [/ math] es la distancia de [math] M [/ math] del centro común y para [math] m, [/ math] es la distancia de [math] m [/ math] del centro común .

Como para el Sol y la Tierra, el centro común está ubicado dentro del Sol, por lo que las partículas del Sol son atraídas hacia ese centro. Aparentemente parece que el Sol no es atraído por la gravedad de la Tierra. Pero las partículas del Sol son atraídas al centro común por una mayor atracción.

Pero cada partícula de la Tierra es atraída hacia el centro común que se encuentra en el sol. Así que prácticamente la tierra es atraída por el sol.

Para más detalles, por favor vea mi siguiente respuesta:

La respuesta de Khuram Rafique a ¿Es la gravedad una fuerza?

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La gravedad dobla la luz: la luz tiene una energía de masa equivalente, pero debido a que se propaga en ‘c’, los fotones se consideran sin masa. Pero como toda la energía puede expresarse como una masa equivalente, la gravedad afecta a cualquier cosa que tenga energía. Los campos de gravedad son energía, por lo que la gravedad puede actuar sobre la gravedad para crear una gravedad adicional.

Desde el punto de vista de Einstein, la gravedad definitivamente afecta a las cosas sin masa como la luz.

Las curvas de gravedad espacian el tiempo y la luz viaja a lo largo de esta curvatura en el espacio tiempo.

En 1919, Eddington probó la predicción de Einstein de la Relatividad General al fotografiar un grupo de estrellas y luego al mismo grupo de estrellas durante un eclipse total de sol cuando el sol y la luna aparecieron en medio de este grupo de estrellas. Las dos fotografías muestran que la luz de estas estrellas se atrajo hacia el sol (por su gravedad), de modo que el grupo de estrellas apareció más cerca alrededor del sol.

Además, los agujeros negros son solo “negros” porque la luz no puede escapar de sus campos de gravedad masivos dentro de sus Horizontes de Evento, un efecto aún más dramático.

Simplemente no puede no afectar, ya que las “cosas sin masa” no se presentan en un mundo real. La luz y otras que la masa de reposo es igual a cero, tienen la masa del movimiento. Y en la medida en que no existen sin movimiento, siempre tienen una masa. Así, la garividad afecta a todo lo que existe.