Los fotones, aunque no tienen masa, son atraídos por la gravedad debido al principio de equivalencia de Einstein y la curvatura del espacio-tiempo. Esto se explica de la siguiente manera:
La teoría de la relatividad general de Einstein reemplaza la idea newtoniana de la gravedad como una fuerza que actúa sobre la masa.
Según el principio de equivalencia, una fuerza gravitatoria y una aceleración en sentido contrario son equivalentes y tienen efectos indistinguibles.
En un marco de referencia acelerado, la trayectoria de un fotón aparece curvada. Como la aceleración equivale a una fuerza gravitatoria, la gravedad desvía la luz.
La gravedad no es una fuerza, sino una deformación geométrica del espacio-tiempo causada por objetos con masa.
Los fotones, al igual que cualquier otro objeto, siguen las geodésicas (trayectorias más cortas) en este espacio-tiempo curvado, lo que resulta en la desviación de su trayectoria.
Es importante notar que este efecto es generalmente muy sutil. Por ejemplo, la Tierra solo curva la luz en una parte en mil millones. Sin embargo, el efecto se vuelve más notable en presencia de campos gravitatorios intensos, como los producidos por galaxias o agujeros negros
¿Qué papel juega el principio de equivalencia en la curvatura de la luz?
El principio de equivalencia juega un papel fundamental en la explicación de la curvatura de la luz por efecto de la gravedad:
Establece que un observador en caída libre en un campo gravitatorio es equivalente a un observador en un marco de referencia inercial.
Predice que la luz se desvía de su trayectoria rectilínea en presencia de gravedad.
Implica que un observador en un campo gravitatorio debe ver la luz desviada al pasar cerca de cuerpos masivos.
Permite explicar la curvatura de la luz sin necesidad de que los fotones tengan masa4.
Lleva a la conclusión de que los fenómenos gravitatorios son el resultado de la curvatura del espacio-tiempo en presencia de masa.
Este principio fue clave para que Einstein desarrollara la teoría de la relatividad general, que describe la gravedad como una deformación geométrica del espacio-tiempo causada por la presencia de materia y energía. Así, la luz sigue las geodésicas (trayectorias más cortas) en este espacio-tiempo curvado, lo que resulta en la desviación de su trayectoria, incluso sin tener masa
¿Qué diferencias existen entre la curvatura de la luz y la curvatura del espacio-tiempo?
La curvatura de la luz y la curvatura del espacio-tiempo son conceptos relacionados pero distintos:
Curvatura del espacio-tiempo:
Es una deformación geométrica causada por la presencia de masa o energía.
Afecta a todas las dimensiones, incluyendo el tiempo.
Es más pronunciada cerca de objetos masivos como estrellas o agujeros negros.
Determina cómo se mueven los objetos y la luz en el universo.
Curvatura de la luz:
Es el efecto observable de la luz siguiendo las geodésicas del espacio-tiempo curvado.
No implica que la luz en sí misma se curve, sino que sigue la trayectoria más corta en un espacio-tiempo deformado.
Se manifiesta como la desviación aparente de la trayectoria de la luz cerca de objetos masivos.
Es una consecuencia directa de la curvatura del espacio-tiempo, no una propiedad intrínseca de la luz.
La principal diferencia es que la curvatura del espacio-tiempo es la causa, mientras que la curvatura de la luz es el efecto observable. El espacio-tiempo se curva debido a la presencia de masa, y la luz, al propagarse por este espacio curvado, parece desviarse de su trayectoria recta, aunque en realidad está siguiendo la geodésica más corta en ese espacio-tiempo deformado
saludos internautas la gravedad es considerada una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza sufrimos los efectos de la gravedad constantemente cualquier objeto en el universo posee una gravedad proporcional a su masa cuanto más grande es mayor es la gravedad Isaac Newton fue un matemático inglés dotado con un magnífico cerebro y solucionó mediante ecuaciones el movimiento de los objetos celestes mientras otras mentes menos hábiles aún seguían descifrando el movimiento de los carruajes en el fango aunque Einstein consideró que la gravedad es simple geometría debido a la curvatura del espacio-tiempo esto quiere decir que el espacio-tiempo dice la materia como se debe mover y la materia al espacio-tiempo como se debe curvar la atracción que sufre la materia solo es por la desviación de los cuerpos debido a su masa es como si cada objeto estuviera atrapado en un tejido invisible que se deforma con la masa vemos la luz curvarse en presencia de grandes masas de galaxias distantes y los efectos relativistas que ralentizan el tiempo con la velocidad y la gravedad, Einstein no se equivocaba sin embargo la mayoría de los vuelos espaciales se basan en las ecuaciones de Newton ya que nuestras velocidades de las naves espaciales son tan lentas que no notamos apenas los efectos relativistas de manera que la gravedad de Newton de manera que la gravedad de Newton es más intuitiva y sustituye el concepto geométrico de Einstein por el de fuerza que aunque no sea del todo real nos sirve muy bien para hacer os cálculos Newton describe que la gravedad es una fuerza de atracción y que su intensidad es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que la separa la Tierra es un objeto con tanta masa que nos mantiene casi pegados al suelo debido a la gravedad y despegar hacia el espacio requiere mucha potencia y combustible incluso sujetos a la gravedad terrestre la Tierra gira sobre sí mismo a 465,11 metros por segundo y a ciento siete mil doscientos ochenta kilómetros por hora alrededor del Sol otro vector de velocidad son 227 km/s estorno al centro galáctico eso quiere decir que tenemos varios vectores de velocidad no notamos la velocidad a la que nos movemos porque es constante y aunque hay cambios en nuestra velocidad alrededor del Sol son tan suaves en el tiempo que es imposible notar sus efectos cuando se lanza un cohete al espacio sumamos un nuevo vector de velocidad a los que ya teníamos en este caso para ponernos en órbita como la estación espacial necesitamos una velocidad de 7,6 km/s algunas personas me han comentado que no hay gravedad en el espacio y la razón según ellos es que todo flota y que en la Luna tampoco hay gravedad es cierto que en la superficie y la intensidad de la gravedad es más intensa y que los seres humanos estamos adaptados a ella y asociamos gravedad al estar pegados a la superficie pero a cuatrocientos kilómetros de altitud como la Estación Espacial Internacional el campo gravitatorio terrestre solo es ligeramente menos intenso que el deel espacio por intervalos de 22 segundos haciendo vuelos parabólicos estos aviones han servido para recrear la microgravedad de películas como Apolo 13 y la superficie entonces me preguntaréis por qué todo flota porque para mantener la órbita la estación debe tener una velocidad de lo suficientemente alta como para que al tiempo que la gravedad la trae se acople a su curvatura por ejemplo la velocidad tangencial de 7,6 km/s permite que la estación esté cayendo todo el rato hacia la Tierra como la tierra es redonda el efecto es que la estación vaya dando vueltas en un equilibrio de fuerzas en esta fotografía vemos el interior de una Airbus 310 0G donde se realizan experimentos científicos aquí se puede recrear la microgravedad el espacio por intervalos de 22 segundos haciendo vuelos parabólicos estos aviones han servido para recrear la microgravedad de películas como Apolo 13 y otras es interesante decir que los astronautas se entrenan en piscinas donde se puede simular de alguna manera la ausencia de gravedad o lo que es lo mismo que el empuje del agua hacia arriba compense el peso del astronauta aunque no existe una zona que compense el vacío del espacio si les permiten buena medida experimentar esos efectos bajo el agua de modo que astronautas y nave caen a la misma velocidad la gravedad cero es una ilusión realmente si hay gravedad en el espacio y en todas partes aunque el hecho de no tener el cuerpo estable en una superficie afecta a nuestra biología hemos evolucionado para sentir el peso continuamente y luchar contra la gravedad si no lo sentimos nuestro cuerpo se va debilitando poco a poco cuando sale un astronauta al espacio y lo vemos flotar realmente está cayendo alrededor de la Tierra a 27.500 km/h o 7,6 km/s la ausencia de fricción atmosférica provoca que el astronauta no note ningún efecto que se está moviendo a esa velocidad ya que nave y astronauta fueron lanzados alrededor de la tierra a esa velocidad y la inercia en el vacío se mantiene en la estación espacial internacional se realizan numerosos experimentos ya que a diferencia del vuelo en caída libre la microgravedad es constante y se puede experimentar nuevos estados de la materia fabricar nuevos materiales y medicinas