Ecco una spiegazione generale di come i fotoni sono influenzati dalla gravità:
Lente gravitazionale:quando la luce passa vicino a oggetti massicci, come stelle, galassie o buchi neri, la gravità di questi oggetti può causare una flessione o una distorsione nel percorso della luce. Questo effetto, noto come lente gravitazionale, è una conseguenza della curvatura dello spaziotempo indotta dalla presenza di massa. Quanto più massiccio è l'oggetto, tanto più forte è la lente gravitazionale che produce.
Redshift gravitazionale:quando i fotoni viaggiano attraverso un campo gravitazionale, la loro frequenza o energia può cambiare. Quando i fotoni si muovono verso una regione con un campo gravitazionale più forte, perdono energia, con conseguente spostamento della loro frequenza verso l’estremità rossa dello spettro. Questo fenomeno è chiamato redshift gravitazionale. Al contrario, i fotoni che escono da un campo gravitazionale acquistano energia e subiscono uno spostamento verso l’estremità blu dello spettro, noto come spostamento gravitazionale verso il blu.
Dilatazione gravitazionale del tempo:secondo la teoria della relatività generale, la presenza della gravità può rallentare il passare del tempo. Questo fenomeno è noto come dilatazione gravitazionale del tempo. I fotoni, come tutte le altre particelle, sono influenzati dalla dilatazione del tempo. Mentre viaggiano attraverso un forte campo gravitazionale, il tempo rallenta, portando ad uno stiramento o espansione della loro lunghezza d'onda. Questo effetto contribuisce allo spostamento verso il rosso gravitazionale dei fotoni.
In sintesi, sebbene i fotoni siano particelle prive di massa, la loro energia e quantità di moto consentono loro di essere influenzati dalla gravità. Gli effetti della gravità sui fotoni sono osservati come lente gravitazionale, spostamento verso il rosso gravitazionale e dilatazione temporale gravitazionale. Questi fenomeni svolgono un ruolo significativo in varie osservazioni astrofisiche e sono stati verificati sperimentalmente, supportando le previsioni della relatività generale.
