Per què la gravetat corba la llum, si els fotons no tenen massa?

La massa deforma l’espai-temps que transita, i aquesta deformació és el que fa que altres objectes que que passin a prop, tinguin o no massa, vegin la seva trajectòria modificada, no per una força externa, és pels propis sots en l’espai. Per entendre-ho, se suposa una taula perfectament llisa. Una bola en repòs no rodaria per ella i seguiria quieta. Però ara col·loquem sobre la taula una massa molt gran, que deformaria el pla de la taula. Per tant, ara la bola notaria que la superfície de la taula està deformada i es mouria. Si, en comptes del pla de la taula, agafem l’espai sencer, i en lloc de boles agafem fotons de llum, el procés és similar.

Està bé que aquests conceptes es popularitzin.

http://www.lavanguardia.com/ciencia/fisica-espacio/20180122/44168299466/preguntas-big-vang-gravedad-curva-luz-fotones-einstein.html

Esta pregunta revela una limitación importante de la teoría de Newton de la gravitación, que describe muy precisamente y de forma unificada muchos fenómenos gravitatorios tanto celestiales como terrestres. La ley de Newton no vale para la luz ni, de hecho, para nada que viaje a velocidades próximas a la de la luz.

Según Newton, la fuerza gravitatoria depende de la masa de los dos cuerpos y de la distancia entre ellos. Como los fotones no tienen masa, tendrían que ser indiferentes a la gravedad, cosa que está en flagrante contradicción con numerosas observaciones.

Para velocidades grandes, la ley válida es la célebre relatividad general de Einstein, que se basa en el principio de equivalencia: una fuerza gravitatoria y una aceleración en sentido contrario son equivalentes, tienen efectos indistinguibles. En ausencia de aceleraciones los fotones viajan en línea recta. Si nos movemos aceleradamente, veremos la trayectoria del fotón curvada. Como la aceleración equivale a una fuerza gravitatoria, entonces la gravedad desvía la luz.

Siendo así, ¿cómo es que no vemos curvarse luz en nuestra vida diaria, por ejemplo, en las montañas rusas o al dar un salto? La respuesta es que la luz viaja muy rápidamente: a unos 300 millones de metros por segundo. Hacen falta aceleraciones o fuerzas gravitatorias muy fuertes para poder notar este efecto. Para hacerse una idea, nuestro planeta sólo consigue curvar la luz en una parte en mil millones. En la Tierra, la magnitud del efecto es muy pequeña.

Hay que matizar, sin embargo, que el efecto es lo bastante grande como para tener que incluirlo en los sistemas de posicionamiento GPS para su correcto funcionamiento. El efecto es más evidente en galaxias lejanas, que pueden actuar como lentes gravitacionales. Actualmente, incluso se utiliza este efecto de lente para cartografiar el universo.

Pregunta planteada por

CARLES ROCAMORA y JAUME ROCA

https://es.quora.com/Por-qu%C3%A9-la-luz-es-afectada-por-la-gravedad-si-los-fotones-no-tienen-masa

https://www.todoexpertos.com/categorias/ciencias-e-ingenieria/fisica/respuestas/136026/como-se-entiende-que-la-luz-tenga-masa

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