Divulgación Duda de la velocidad de la luz

[darioe]

Tengo una duda sobre la acción de la gravedad.
Supongamos que la velocidad de la gravedad (radiación gravitacional) es C1, y dos objetos (A y B) de masas MA y MB respectivamente, se encuentran fijos a 150 millones de km de distancia, supongamos que los objetos ocupan el espacio de un fotón en tamaño. En el instante t=0 el objeto A crea y emite un fotón a una velocidad de C2 hacia el objeto B.

¿Cómo altera la gravedad de ambos objetos a la velocidad del fotón a medida que transcurre el tiempo?

Principalmente, mi duda es como influye la interacción de la gravedad cuando el fotón es creado y cuando se mueve hacia el objeto A: supongamos los objetos en una segmento horizontal con el objeto A a la izquierda y el B a la derecha.Puede que la gravedad ejercida por el objeto B debe viajar hasta el fotón para comenzar a ejercerle fuerza. Si fuese instánea creo que tendríamos:

$DB=DT-DA$

$DA=(C2+\displaystyle\int_{}^{} a(t)dt)*t$

$FR=\frac{{G*MF*MB}}{{(DT-DA)^2}}-\frac{{G*MF*MA}}{{DA^2}}=MF*a(t)$

Siendo DT=1.5e11 metros (Distancia entre obj.A y obj.B), DA=distancia del fotón al objeto A, DB=distancia del fotón al objeto B y MF=masa del fotón.

Habría que hallar con esas ecuaciones DA en función de t (tiempo).
Gracias por la atención, pido disculpas si estoy muy errado.
Saludos.

[darioe]

Re: Duda de la velocidad de la luz

Estuve investigando un poco sobre las solución al problema, para aplicar ecuaciones relativistas y resolverlo hay que tener profundo conocimiento en matemáticas. El problema de determinar la posición en función del tiempo omitiendo la dilatación de tiempo quizás pueda realizarse. Por lo que ví me parece que la física está un poco floja en este conocimiento por tratarse de algo relacionado con las dos teorías cuántica y de la relatividad. Saludos .

[Planta]

Re: Duda de la velocidad de la luz

No soy más que un aficionado, pero creo que habría que pensar en lo siguiente: En principio contamos con que la velocidad de la luz es siempre la misma. No obstante, puesto que la gravedad es en realidad una curvatura del espacio, aunque la velocidad de la luz sea la misma dicha curvatura hace que el "recorrido" sea diferente. Es decir, si uno se mueve a una velocidad en un espacio pero el espacio cambia, ¿cómo afecta eso a su velocidad? Tal vez la pregunta sea más fácil de responder si uno se pregunta primero ¿cómo afecta la curvatura al espacio? Desde nuestro punto de vista, la luz puede verse afectada (tanto su trayectoria como su velociadad) por la gravedad, pero pensando de otra manera somos nosotros junto con el propio espacio los que nos modificamos.

[darioe]

Re: Duda de la velocidad de la luz

¿Significa eso que la fuerza de la gravedad es directamente proporcional al la variación de esa compresión del espacio en punto en que el fotón está cerca de un objeto masivo? (Si no es así ¿cuál es la relacion entre la fuerza y esa variación de compresión?).

[pod]

Re: Duda de la velocidad de la luz

Este problema puede realizarse en relatividad general sin muchos problemas teóricos. Las matemáticas no son del todo sencillas. La métrica con una sola masa es muy sencilla y muy conocida (es la métrica de Schwarchild), pero con dos masas es algo más complicado.

Por supuesto, si concentramos demasiado la masa, se convertirá en agujero negro y, clásicamente, no podrá salir ningún fotón. Cuánticamente (por radiación de Hawking), se podría crear alguno fuera del horizonte, pero la evolución de ese fotón desde el horizonte de uno de los agujeros negros hasta alcanzar el otro sí puede estudiarse en relatividad sin necesidad de cuántica.

[darioe]

Re: Duda de la velocidad de la luz

Este problema puede realizarse en relatividad general sin muchos problemas teóricos. Las matemáticas no son del todo sencillas. La métrica con una sola masa es muy sencilla y muy conocida (es la métrica de Schwarchild), pero con dos masas es algo más complicado.

Por supuesto, si concentramos demasiado la masa, se convertirá en agujero negro y, clásicamente, no podrá salir ningún fotón. Cuánticamente (por radiación de Hawking), se podría crear alguno fuera del horizonte, pero la evolución de ese fotón desde el horizonte de uno de los agujeros negros hasta alcanzar el otro sí puede estudiarse en relatividad sin necesidad de cuántica.

Gracias por la respuesta Pod.

Me quedé sin preguntas. pero ¿Cómo puede producirse el mismo efecto de "contracción de espacio-dilatación del tiempo" estando cerca de un objeto masivo y también viajando a velocidades cercanas a las de la luz? ¿Hay alguna teoría que explíque este fenómeno? Yo podría plantear que el movimiento en el espacio a gran escala y grandes velocidades provóca lo mismo que a nivel subatómico: la fuerza gravitacional, porque en efecto creo que se ha demostrado la existencia de la llamada fuerza kinemásica la cual se produce cuando un objeto masivo viaja a gran velocidad. ¿Qué opinan?

[pod]

Re: Duda de la velocidad de la luz

Gracias por la respuesta Pod.

Me quedé sin preguntas. pero ¿Cómo puede producirse el mismo efecto de "contracción de espacio-dilatación del tiempo" estando cerca de un objeto masivo y también viajando a velocidades cercanas a las de la luz?

No es el mismo fenómeno.

¿Hay alguna teoría que explíque este fenómeno?

Relatividad general.

Yo podría plantear que el movimiento en el espacio a gran escala y grandes velocidades provóca lo mismo que a nivel subatómico: la fuerza gravitacional, porque en efecto creo que se ha demostrado la existencia de la llamada fuerza kinemásica la cual se produce cuando un objeto masivo viaja a gran velocidad. ¿Qué opinan?

A mi eso no me suena a Física.

[darioe]

Re: Duda de la velocidad de la luz

Si no estoy errado, la ecuación planteada por Einstein puso en evidencia la estrecha relación entre la masa y la energía, siendo

$E^2=p^2.c^2+m^2.c^4$

(Siendo p=m*v*u, u=Factor de Lorentz que se muestra como cambia siendo x=v/c:


)

De esas ecuaciones sale que:

$E=m.c^2.(\frac{1}{\sqrt{1-(v/c)^2} })\approx m.c^2+\frac{1}{2}m.v^2$

¿No significa que el aumento de energía que sufre el cuerpo al acelerarse cerca de c es un también aumento de su masa?

A medida que avanzamos en la matemática y la inteligencia creo que encontraremos explicación logica y demostrable de las cosas que ocurren en la vida real con mayor profundidad (Por ejemplo: que es la gravedad y como funciona).

Hay misterios que aún los científicos siguen investigando. Aún no encuentro la explicación de como un electrón en movimiento genera un campo magnético perpendicular a su trayectoria: por que con el postulado de que no se puede detectar el movimiento relativo absoluto de Einstein, la velocidad es una propiedad relacionada con la energía y por tanto con la contracción-dilatación del Espacio-Tiempo, el campo magnético está constituído por fotones (los fotones pueden transformarse en energía cinética de los electrones y viceversa). Si podría yo decir que todo lo que existe se encuentra en planos de campos energéticos distintos: como por ejemplo el del campo eléctrico, o el campo gravitatorio. ¿Estaría acaso muy equivocado?

Saludos.

[pod]

Re: Duda de la velocidad de la luz

$E=m.c^2.(\frac{1}{\sqrt{1-(v/c)^2} })\approx m.c^2+\frac{1}{2}m.v^2$

¿No significa que el aumento de energía que sufre el cuerpo al acelerarse cerca de c es un también aumento de su masa?

No, no lo significa. "m" es una constante en esa ecuación, lo que varía es v (y por tanto, E).

Hay misterios que aún los científicos siguen investigando. Aún no encuentro la explicación de como un electrón en movimiento genera un campo magnético perpendicular a su trayectoria: por que con el postulado de que no se puede detectar el movimiento relativo absoluto de Einstein, la velocidad es una propiedad relacionada con la energía y por tanto con la contracción-dilatación del Espacio-Tiempo, el campo magnético está constituído por fotones

Yo diría que lo que citas actualmente no son misterios. De hecho, cuando estuve en la universidad unos añitos para que me dieran un papel que poner en la pared, me hicieron hacer unos cuantos cálculos con todo eso...