Skrivet av Elektron:
Jag har försökt gräva vidare i och lära mig mer om gravitation, så jag har läst lite om Einsteins relativitetsteori.
Men det väcker fler frågor än svar.
För grundläggande har jag antagit att gravitation är massa som attraherar massa.
Där kan man stanna om man vill stanna kvar vid Newtons fysik.
Skrivet av Elektron:
Då uppkommer frågan varför påverkar gravitationen även ljus som sägs ha massan noll.
Då har jag fått hänvisning till E=mc^2 för att se samband mellan energi och massa och därför förstå att gravitation påverkar energi och därför således påverkar ljus. Men om ljus har en energi så måste de således ha en massa för skulle jag sätta m=0 så blir ju ekvationen ogiltigt eller ja rättare sagt E=0 om m=0.
Så kan det vara så att ljus saknar en vilomassa men har en massa vid rörelse?
E = m c² är lite inkomplett, då det är formen som gäller för vilomassa, dvs när man betraktar exempelvis en partikel som "står still" (i mer exakta ord: "inte rör sig i förhållande till valt inertialsystem").
Ska man vara mer generell så är sambandet snarare:
E = √[ (m c²)² + (p c)² ]
där p är rörelsemängdens storlek. Vi ser att om systemet "står still", dvs rörelsemängden är 0, så får vi just
E = √[ (m c²)² + (0 ⋅ c)² ] = √[ (m c²)²] = m c²
så vi har inte ändrat den kända formeln. Däremot så ser vi också hur energi kommer från rörelse, så för exempelvis en foton med m = 0 får man
E = p c
vilket alltså inte nödvändigtvis är 0, så länge inte rörelsemängden p är 0 (vilket den inte är för fotoner).
Som du säger så påverkar gravitationen när man når Einstein i praktiken snarare "energi" än massa. Det är till och med så att gravitationen då ej längre beskrivs som en "kraft" i dess klassiska mening, utan snarare bara ses som en inneboende egenskap i universum där närvaron av energi kröker rumtiden på ett sätt som yttrar sig likt Newtons gravitationskraft i klassiska fall, men också lyckas förutse och förklara långt fler saker.
En notis är att vissa böcker och texter inför begreppet relativistisk massa för att behålla ekvationer som ser mer klassiska ut, men det känns som att det råder någorlunda pedagogisk konsensus kring att detta troligen stjälper mer än det hjälper. Jag har använt begreppet "massa" ovan synonymt med vilomassa.
Om det inte handlar om en kurs i Einsteins relativitetsteorier så duger det gott att konstatera att sanningen inte är så enkel som Newtons formler "egentligen", men att Einsteins metoder kräver en hel hög mer matematik att använda och förstå.
Man kan också nämna att även Newton i sina texter hade spekulationer om att ljus påverkades av gravitationen, även om han inte explicit skrev ut vad hans ekvationer implicerade. Det var det dock andra som gjorde, vilket gav en viss siffra, som vi med astronomiska observationer kunde visa inte riktigt stämde. Använder man Einsteins samband så får man att ljuset borde påverkas en faktor 2 mer än med Newtons metoder, vilket stämde rätt precis med observationer. Dessa tidiga resultat var sprängstoff i dåtidens fysikvärld och ledde snabbt till att det bara var att inse att Einsteins teorier nog hade rätt ordentligt med kött på benen.