Взаимодействие гравитации с электромагнитным полем

[klynxe]

Начальное условие для $t0=0$: от объекта массой M (звезда например, радиуса Rз) перпендикулярно ее поверхности летит фотон (солнце излучило фотон). В момент t0 он имеет энергию E1 и находится на расстоянии R1 от поверхности.
Рассматривается воздействие гравитации на этот фотон
Вопросы
1) Можно ли применить для этого фотона формулу $E=mc^2$?
2) Можно ли массу из формулы $E=mc^2$ использовать для расчета ее гравитационного взаимодействия с звездой?
3) Если на фотон действует сила притяжения звезды, он когда-нибудь остановиться или нет (черные дыры например)?
4) Так как $E=mc^2$ , $$c=const$, под действием гравитации может уменьшаться только масса.
5) Куда согласно закону сохранения энергии может деваться энергия (если все что я написал выше вообще имеет хоть что-то близкое к истине)?
6) Ну и напоследок) Определить аналитическое выражение зависимости энергии фотона от координаты (расстояния от поверхности), с учетом изменения гравитационного взаимодействия, в следствии изменения расстояния и массы фотона (от расстояния).

И еще, я знаю что там все эти взаимодействия довольно малы, однако интересует ответы на эти вопросы в принципе (то есть берем ну очень большой промежуток времени), остановиться ли фотон когда-либо, или будет иметь определенную скорость в пределе и куда может деваться его энергия? Да и вообще будет ли фотон взаимодействовать с гравитацией?)

[Munin]

klynxe в сообщении #1110561 писал(а):

1) Можно ли применить для этого фотона формулу $E=mc^2$?

Нельзя, потому что этой формулы вообще не существует.

klynxe в сообщении #1110561 писал(а):

3) Если на фотон действует сила притяжения звезды, он когда-нибудь остановиться или нет (черные дыры например)?

Нет, не остановится.

klynxe в сообщении #1110561 писал(а):

5) Куда согласно закону сохранения энергии может деваться энергия?

Будет уменьшаться энергия фотона. Он будет становиться всё более и более "красным" - будет испытывать гравитационное красное смещение. Частота будет уменьшаться, а для фотона $E=h\nu.$

klynxe в сообщении #1110561 писал(а):

6) Ну и напоследок) Определить аналитическое выражение зависимости энергии фотона от координаты (расстояния от поверхности), с учетом изменения гравитационного взаимодействия, в следствии изменения расстояния и массы фотона (от расстояния).

ЛЛ-2 § 101.
Впрочем, можно взять просто гравитационное замедление времени $\sqrt{g_{00}}=\sqrt{1-\dfrac{r_g}{r}}.$

[klynxe]

Цитата:

Нельзя, потому что этой формулы вообще не существует.

тогда как определить массу фотона, на которую приходится гравитационное взаимодействие?

Цитата:

ЛЛ-2 § 101.

Ландау, Лившиц?

[Munin]

klynxe в сообщении #1110570 писал(а):

тогда как определить массу фотона, на которую приходится гравитационное взаимодействие?

Масса фотона равна нулю. Чего тут определять?

Гравитационное взаимодействие действует не на массу.

klynxe в сообщении #1110570 писал(а):

Ландау, Лившиц?

Ландау, Лифшиц. Теория поля.
Будете искать по "Лившиц" - не найдёте.

[klynxe]

Цитата:

Гравитационное взаимодействие действует не на массу.

А на что?

[Ms-dos4]

klynxe
На энергию-импульс (в уравнения входит тензор энергии-импульса).

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- неправильно набраны формулы (краткие инструкции: «Краткий FAQ по тегу [math]» и видеоролик Как записывать формулы);
- отсутствуют собственные содержательные попытки решения задач.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.