Hoewel fotonen, als lichtkwanta, inderdaad massaloos zijn, bezitten ze energie en momentum. Zwaartekracht oefent invloed uit op het traject of pad van alles dat energie of momentum vervoert, inclusief fotonen.

Hier is een algemene uitleg van hoe fotonen worden beïnvloed door de zwaartekracht:

Zwaartekrachtlensing:Wanneer licht langs massieve objecten passeert, zoals sterren, sterrenstelsels of zwarte gaten, kan de zwaartekracht van deze objecten een buiging of vervorming in het pad van het licht veroorzaken. Dit effect, bekend als zwaartekrachtlensvorming, is een gevolg van de kromming van de ruimtetijd veroorzaakt door de aanwezigheid van massa. Hoe massiever het object, hoe sterker de zwaartekrachtlens die het produceert.

Zwaartekrachtroodverschuiving:Wanneer fotonen door een zwaartekrachtveld reizen, kan hun frequentie of energie veranderen. Terwijl fotonen naar een gebied met een sterker zwaartekrachtveld bewegen, verliezen ze energie, wat resulteert in een verschuiving van hun frequentie naar het rode uiteinde van het spectrum. Dit fenomeen wordt zwaartekrachtroodverschuiving genoemd. Omgekeerd winnen fotonen die uit een zwaartekrachtveld klimmen energie en ondergaan een verschuiving naar het blauwe uiteinde van het spectrum, bekend als zwaartekrachtblauwverschuiving.

Zwaartekracht-tijddilatatie:Volgens de algemene relativiteitstheorie kan de aanwezigheid van zwaartekracht het verstrijken van de tijd vertragen. Dit fenomeen staat bekend als zwaartekracht-tijddilatatie. Fotonen worden, net als alle andere deeltjes, beïnvloed door tijdsdilatatie. Terwijl ze door een sterk zwaartekrachtveld reizen, vertraagt ​​de tijd voor hen, wat leidt tot een verlenging of uitbreiding van hun golflengte. Dit effect draagt ​​bij aan de zwaartekrachtroodverschuiving van fotonen.

Samenvattend:hoewel fotonen massaloze deeltjes zijn, zorgen hun energie en momentum ervoor dat ze door de zwaartekracht worden beïnvloed. De effecten van de zwaartekracht op fotonen worden waargenomen als zwaartekrachtlensvorming, zwaartekrachtroodverschuiving en zwaartekrachttijddilatatie. Deze verschijnselen spelen een belangrijke rol in verschillende astrofysische waarnemingen en zijn experimenteel geverifieerd, wat de voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie ondersteunt.