الفلك

كيف تتفاعل الجاذبية مع الفوتون؟

كيف تتفاعل الجاذبية مع الفوتون؟

إذا كان الفوتون أقل كتلة ويمكن للجاذبية أن تتفاعل مع المادة فقط ، فكيف تغير الجاذبية مسار الضوء؟


ببساطة ، ليس صحيحًا أن الجاذبية لا يمكن أن تتفاعل إلا مع الكتلة. بدلاً من ذلك ، تتفاعل أي قوة دوران -2 طويلة المدى مع كل زخم الطاقة بالتساوي ، والمصدر هو موتر الإجهاد-الطاقة-الزخم. هذه طريقة واحدة لتوضيح مبدأ التكافؤ.

لاحظ أن الجسم الهائل في إطار الراحة الخاص به له طاقة مرتبطة به $ E = mc ^ 2 $ ، والتي في ظل الظروف العادية عادة ما تكون أعلى بكثير من أي شروط ضغط (بما في ذلك الضغط) أو الزخم (خارج إطار الباقي). وهكذا يمكن للمرء عادة أن يتظاهر بأن الجاذبية تقترن بالكتلة ، لكن الأمر ليس كذلك - بالأحرى ، شحنة الجاذبية هي الطاقة ، وكل موتر التوتر والطاقة والزخم يتزاوج مع مجال الجاذبية. هذا مشابه لكيفية وجود شحنة كهربائية بالنسبة للكهرومغناطيسية ، لكن التيارات الكهربائية تحدث فرقًا أيضًا.

في حدود المجال الضعيف للنسبية العامة ، يمكن للمرء أن يعتبر حقيقة أن الضوء ينحرف عن طريق الجاذبية ضعف ما يمكن أن يكون عليه التنبؤ النيوتوني الساذج (بالنسبة لجسم بسرعة الضوء وفقًا لميكانيكا نيوتن ، أي) باعتباره خطأ يضع الضوء ضغطًا في اتجاه انتشاره يساوي كثافة طاقته. ولكن بشكل عام ، يتم تحديد حركة جسيم الاختبار من خلال سرعته الأربع وهندسة الزمكان فقط، والضوء سيكون مجرد حالة خاصة لوجود أربع سرعات "تشبه الضوء".


إذا كان الفوتون أقل كتلة ويمكن للجاذبية أن تتفاعل مع المادة فقط ، فكيف يمكن للجاذبية أن تغير مسار الضوء؟

الجزء الثاني من جملة "if" غير صحيح. إنها كتلة - طاقة ، وليست كتلة فقط ، هي التي تنجذب.


ما نسميه "الجاذبية" هو في الحقيقة مجرد تشويه للزمكان. إذا كان الزمكان مستقيماً بالكامل ، فلن يكون هناك جاذبية. لكن وجود جسم ضخم هو أحد الأشياء التي يمكن أن تشوه الزمكان ، بحيث لم تعد الخطوط "المستقيمة" مستقيمة بعد الآن. نحن نعتبر هذا التشويه "جاذبية". التشويه هو الذي يولد في الواقع قوة الجاذبية.

لتشبيه فظ للغاية ، تخيل ليمونة. طالما أنك لا تعصره ، يظل العصير في مكانه ، لأنه لا توجد قوة عليه. ولكن عندما تعصر الليمون وتشوه بنيته ، يبدأ العصير في التحرك داخله. الليمون هو الزمكان. العصير هو أي شيء موجود في الزمكان. الجاذبية هي تشويه شكل الليمون.

قد لا تحتوي الفوتونات على أي كتلة راحة ، لكنها تتحرك في خط مستقيم. عندما تكون هناك جاذبية ، لم تعد الخطوط المستقيمة مستقيمة ، وبالتالي تنحني الفوتونات حول الأجسام الضخمة.


شاهد الفيديو: تجارب الفوتون والإلكترون التي مهدت لنشأة فيزياء الكم Photon Experiments (شهر نوفمبر 2021).