Равна ли гравитация света гравитации массы при E=mc2E=mc2E=mc^2?

Под Е "=" м с 2 , 1 кг вещества имеет 9 × 10 10 джоулей энергии. Итак, если бы у меня был только свет, сияющий от 9 × 10 8 100-ваттные лампочки, будет ли этот свет иметь такое же количество гравитации, как 1 кг материи?

Я не думаю, что свет сам по себе имеет гравитацию. Поскольку свет состоит из фотонов, а фотоны не имеют массы, свет не имеет массы. Следовательно, свет не производит гравитацию.
Если вы перейдете по этой ссылке, там будет сказано, что у энергии есть гравитация: van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=28195 В частности, там говорится, что в общей теории относительности говорится, что любая форма энергии является источником гравитации. Представьте мешок со светом, путешествующий во всех направлениях, поэтому он не имеет чистого импульса. Снаружи у этого мешка есть энергия, но нет импульса, точно так же, как у неподвижной частицы с массой покоя (в нашей системе отсчета). Его гравитационное поле выглядит точно так же, как у массы покоя. Думаю, мне следует адаптировать вопрос, чтобы включить свет и тепло от моих лампочек.

Ответы (1)

Нет, фотон с энергией Е ведет себя иначе по отношению к гравитации, чем медленно движущийся объект массы м "=" Е / с 2 делает.

На самом деле, это различие стояло за одной из первых проверок общей теории относительности. Общая теория относительности почти согласуется с ньютоновской гравитацией, когда речь идет о медленно движущихся объектах в нашей Солнечной системе. Однако, если вы используете ньютоновскую гравитацию и рассматриваете фотон, проходящий мимо Солнца, как объект массы Е / с 2 , величина, на которую фотон должен отклониться, отличается в раз 2 из того, что предсказывает общая теория относительности. Во время солнечного затмения 1919 года Артур Эддингтон провел измерения отклонения звездного света, прошедшего близко к Солнцу. Его результаты согласовывались с общей теорией относительности и не согласовывались с тем, что было предсказано комбинацией ньютоновской гравитации и Е "=" м с 2 .

Свет также ведет себя иначе, чем медленно движущаяся масса, поскольку он является источником гравитации. Общая теория относительности описывает гравитацию как кривизну пространства-времени. Источником этой кривизны является тензор энергии-импульса , который имеет 16 компонентов, а не одно число (массу), которое является источником гравитации в соответствии с ньютоновской гравитацией. Энергия и импульс фотона вносят другой вклад в тензор энергии-импульса, чем объект с ненулевой массой покоя.

Однако, если рассматриваемый свет отражается внутри идеального зеркального ящика, а интересующие длины и временные масштабы велики по сравнению с размером ящика и тем, сколько времени требуется свету, чтобы отразиться от одной стороны ящика к другое, то да, можно было бы трактовать свет проще как стационарный гравитационный источник с массой Е / с 2 .

Так вы говорите, что свет будет иметь примерно половину гравитации массы 1 кг? Причина в других 15 компонентах тензора энергии-импульса?
Это правда, но не обязательно полная. Если у вас есть покоящийся зеркальный ящик с некоторым количеством света, отражающегося внутри, то этот свет влияет на массу ящика точно так же, как E / c 2Е/с2 .
@foolishmuse Луч света отклоняется солнцем в два раза больше, чем предсказывает ньютоновская гравитация, и E = m c 2Е= мс2 , но было бы чрезмерным упрощением сказать, что «свет имеет вдвое большую гравитацию, чем его эквивалентная масса». «Сколько гравитации имеет объект» в общем случае сложнее, чем то, что можно выразить одним числом. А когда вы смотрите на движение частицы вблизи гравитирующего тела, гравитация даже не ведет себя как сила, т. е. она не ведет себя так просто, как F = m aФ= м а , даже с учетом СР. Общая теория относительности и ньютоновская гравитация — совершенно разные вещи.
@Rococo Я, конечно, знаю об этом. Я полагаю, что было бы полезно упомянуть об этом, но вопрос не касается света, отражающегося в зеркальной коробке, поэтому я не рассматривал эту ситуацию.
@Rococo Эх, я передумал. То, что вы указали, было бы полезной частью ответа, поэтому я добавлю это к своему ответу.
@RedAct: Спасибо за это. Теперь нам нужно знать, является ли инерция нашего светового короба такой же, как инерция моей исходной массы в 1 кг?
Равна ли гравитация света гравитации массы при E=mc2E=mc2E=mc^2?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v