¿Es posible medir la velocidad de la gravedad?

Si.
Hace tres años como estudiante universitario, trabajé con LIGO, el Observatorio Gravitacional de Interferómetro Láser, para ver con qué precisión podríamos medir la velocidad de una onda gravitacional (la velocidad de la gravedad) si detectamos una onda gravitacional continua de un púlsar conocido . Todavía no hemos recibido una detección, pero si lo hacemos, será otra forma de confirmar (o quién sabe … poner en duda … refutar) la relatividad general.

En este momento, las formas en que hemos confirmado que la gravedad viaja a la velocidad de la luz son un poco menos directas. Parece que, al menos hace tres años, el límite más estricto provino de restringir la masa del gravitón sobre las escalas de cúmulos de galaxias. Había otro método que también involucraba variaciones en la sincronización del púlsar a partir de un efecto de “navegación” que habría ocurrido si las velocidades de las ondas electromagnéticas y gravitacionales fueran diferentes.

Si. Un ejemplo dramático de medir la velocidad de la gravedad es trazar el curso relativista de un cometa que se acerca al sol en un curso muy recto a alta velocidad pero le falta el sol, se balancea a su alrededor. A partir de su cambio de rumbo, se puede determinar la fuerza de gravedad instantánea y, a partir de ahí, la distancia efectiva al sol si la gravedad es instantánea. Si, por ejemplo, la distancia sugiere el ángulo correspondiente donde el sol había sido la velocidad de la luz sobre la distancia del sol, entonces sabríamos que el efecto de la gravedad viaja a la velocidad de la luz.

Quizás incluso un astronimer ametute podría probar que el efecto no era instantáneo sin demasiadas matemáticas. Creo que es seguro esperar ese resultado.

Usando las leyes de Newton exclusivamente, no podrá calcular el curso del cometa correctamente. Al igual que con la determinación de la precesión del mercurio, debe tenerse en cuenta el espacio deformado cerca del sol de acuerdo con la relatividad general. Usando las leyes de Newton debemos obtener la respuesta incorrecta. Usando la ley de Newton calcularemos que el efecto de la gravedad es instantáneo. Como sabemos que la respuesta es incorrecta, sabemos que el efecto de la gravedad no puede ser instantáneo.

Einstein demostró que, en general, la gravedad debe propagarse a la velocidad de la luz. Quienes insisten en que debe ser instantáneo están empleando una teoría que se ha demostrado errónea en lugar de la que está en pie.

Y la medición blanca muestra que La velocidad de la gravedad no es instantánea, parece ser mucho más rápida que la velocidad de la luz ya que la gravedad no es una fuerza y ​​la deformación del espacio temporal se extiende mucho más allá de la ubicación del cometa. Esto hace que la velocidad aparente de la gravedad sea más rápida que la luz. Podemos considerar que la propagación de la gravedad del sol y la del cometa se encuentran a medio camino entre los dos duplicando la tasa efectiva. Luego está el efecto de arrastre espacial de la relatividad general donde la urdimbre se arrastra con el movimiento del cometa que puede hacer que el efecto parezca casi instantáneo a muy baja velocidad en comparación con la luz en distancias relativamente cortas.

Entonces, si bien podemos decir que la gravedad se propaga a la velocidad de la luz en la medida en que la relatividad general es correcta y la evidencia dice que es correcta con gran precisión, cuando tratamos de medir la velocidad de la gravedad, debemos tener en cuenta cuál sería la velocidad de propagación es la demora en efecto que medimos. Si solo queremos cuantificar el retraso en el efecto que podemos medir, obtendremos diferentes respuestas dependiendo de la velocidad relativa y la distancia desde casi cero a la distancia por encima del doble de la velocidad de la luz.

Utilizamos dos “Observatorios de ondas gravitacionales con interferómetro láser” (LIGO). Tenemos dos observatorios de ondas gravitacionales, y recién comenzamos a medir con éxito estas ondas en 2016. Durante años, las mejores mentes de MIT, CalTech y NSF han estado ejecutando proyectos sin éxito para lograr esto. Al comparar el tiempo de llegada de una onda gravitacional a estos dos observatorios diferentes, podemos deducir o confirmar su origen y determinar la velocidad. Se planea un tercer proyecto para India que nos dará una red mundial. Caltech y MIT continúan ejecutando sus proyectos también.

Predicho por la teoría general de la relatividad de Einsteins, se pensaba que las ondas de gravedad viajaban a la velocidad de la luz, y en 2016 al medir finalmente las ondas de gravedad cósmicas esto se confirmó. Vaya a LIGO – Wikipedia y al sitio de LIGO LSC News para obtener esta fuente de información.

Estos observatorios utilizan un conjunto especializado de interferómetros instalados en un sistema de ultra alto vacío en forma de L, que mide 4 kilómetros (2.5 millas) en cada lado.

Diagrama simplificado de un detector avanzado LIGO (no a escala)

Este es verdaderamente uno de los sorprendentes avances en la ciencia en los últimos años.

Según GR no es la gravedad, ¿la información que le dice al espacio cómo curvarse instantáneamente?

“Pero la suposición de la gravedad a la velocidad de la luz se ha visto presionada por las teorías mundiales de Brane, que sugieren que hay dimensiones espaciales adicionales enrolladas muy pequeñas. La gravedad podría tomar un atajo a través de estas dimensiones adicionales y, por lo tanto, parece viajar más rápido que la velocidad de la luz, sin violar las ecuaciones de la relatividad general “.

A continuación se enumeran algunas citas desde otro punto de vista similar. Quién tiene razón, no tengo idea, pero aquí no hay nada: “En 1998, el físico Tom Van Flandern escribió un artículo en Physics Letters A que sigue siendo una de las mejores refutaciones de la versión de la relatividad de Einstein jamás publicada. Van Flandern sostiene que la versión de relatividad de Hendrik Lorentz, que incorpora un éter por el que se mueve toda la materia, es más correcta que la versión de Einstein, basada en observaciones experimentales sobre la velocidad de la gravedad. Las versiones de relatividad de Lorentz y Einstein son en realidad muy similares. La principal diferencia es que la velocidad de la luz no es un factor limitante en la versión de relatividad de Lorentz. Van Flandern argumenta que la velocidad de la gravedad es mucho más rápida que la velocidad de la luz, tal como lo describen las leyes de Newton. Las leyes de Newton declaran que la gravedad se propaga instantáneamente.

Estoy seguro de que ahora te estarás preguntando qué tipo de prueba tiene Van Flandern para ofrecer. Van Flandern comienza demostrando que la luz visible que llega del Sol a la Tierra proviene de un lugar mediblemente diferente en el cielo que el punto hacia el que la Tierra está acelerando en el espacio. Esto se debe a que la luz se propaga a la velocidad de la luz, mientras que la gravedad se propaga a una velocidad infinita. El hecho de que la Tierra no esté acelerando hacia la ubicación visible del Sol, sino más bien 20 segundos de arco frente al Sol visible (donde el Sol estará visiblemente 8.3 minutos en el futuro) es una evidencia muy fuerte de que la gravedad se propaga a la velocidad de luz. Este mismo efecto de retardo de luz se ve también en las posiciones de las estrellas.

Si la gravedad se propagara entre el Sol y la Tierra a la misma velocidad que la luz visible, la Tierra duplicaría la distancia del Sol en 1200 años, lo que obviamente no está sucediendo. Muchos otros físicos notables además de Newton y Lorentz también concluyeron que los cálculos orbitales deben hacerse usando una velocidad de gravedad infinita. Los cálculos orbitales de Sir Arthur Stanley Eddington se basan en que la gravedad tiene una velocidad infinita, y Pierre-Simon Laplace calculó que la gravedad tiene una velocidad de al menos 10 ^ 8 veces la velocidad de la luz.

Van Flandern continúa discutiendo los relojes GPS, que a menudo se citan como prueba positiva de la relatividad de Einstein. Puede sorprenderlo, pero el sistema GPS en realidad no usa las ecuaciones de campo de Einstein. De hecho, este artículo del Observatorio Naval de EE. UU. Nos dice que, si bien la incorporación de las ecuaciones de Einstein en el sistema puede mejorar ligeramente la precisión, el sistema en sí no depende en absoluto de ellas. Para citar la línea de apertura del documento, “El Sistema de Control Operativo (OCS) del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) no incluye las rigurosas transformaciones entre sistemas de coordenadas que la teoría general de la relatividad de Einstein parece requerir”.

Van Flandern explica por qué esto es así:

Finalmente, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) mostró el hecho notable de que todos los relojes atómicos a bordo de satélites en órbita que se mueven a altas velocidades en diferentes direcciones podrían sincronizarse simultánea y continuamente entre sí y con todos los relojes terrestres. No se necesitaron correcciones de “relatividad de simultaneidad”, como lo requiere SR. Esto también parecía inicialmente falsificar SR. Pero en una inspección adicional, existen correcciones de sincronización que cambian continuamente para cada reloj de tal manera que se cumplan las predicciones de SR para cualquier marco co-móvil local. Para evitar la vergüenza de esa complejidad, el análisis GPS ahora se realiza exclusivamente en el marco de inercia centrado en la Tierra (el campo de gravedad local). Y el ajuste previo al lanzamiento de las frecuencias de reloj para compensar los efectos relativistas oculta el hecho de que todos los relojes satelitales en órbita se verían más lentos que los relojes terrestres si no se compensa la velocidad de su movimiento orbital, y que no existiría reciprocidad cuando los satélites Ver relojes de tierra.

Van Flandern también analiza el famoso experimento de Michelson-Morely, el experimento de Michelson-Gale y el experimento de Sagnac, que a menudo se citan como desacreditando la versión de relatividad de Lorentz. La verdad del asunto es que la versión de relatividad de Lorentz puede explicar fácilmente las observaciones si uno simplemente asume un campo de gravedad local con un marco preferido para los observadores locales, en lugar de un campo de gravedad universal. Además, en ese momento, Louis de Broglie aún no ha descubierto la naturaleza ondulatoria de la materia.

Van Flandern concluye su artículo diciendo:

Cerca del final de su carrera, se cita a Lorentz por haber concedido amablemente el concurso: “Mi teoría puede obtener los mismos resultados que la relatividad especial, pero tal vez no con una simplicidad comparable”. (Comunicación privada de CO Alley) Hoy, en retrospectiva , podríamos hacer una evaluación algo diferente: “La relatividad especial puede explicar todos los resultados experimentales en la Tabla II que la relatividad lorentziana puede, pero quizás no con una simplicidad comparable”. Aun así, SR no puede explicar la propagación de la gravedad más rápida que la luz , aunque LR fácilmente puede.

Llegamos a la conclusión de que la velocidad de la gravedad puede proporcionar la nueva visión que la física ha estado esperando para liderar el camino hacia la unificación de las fuerzas fundamentales.

Es un campo continuo no discreto? sé amable, estoy más interesado en zpe y cosas pequeñas, no cosas grandes 😛

de wikipedia una vez más: ” Teorías escalares de la gravitación

Las teorías escalares de la gravitación son teorías de campo de la gravitación en las que el campo gravitacional se describe utilizando un campo escalar, que se requiere para satisfacer alguna ecuación de campo.

La velocidad de la gravedad es, de hecho, igual a la velocidad de la luz, aproximadamente 300,000 km por segundo.

Es relativamente fácil medir la velocidad de la luz (esto se ha hecho con precisión muchas veces durante más de 100 años). Se puede medir la velocidad de la gravedad usando ondas gravitacionales, ver aquí.

La velocidad de la gravedad se midió observando las ondas de gravedad que se propagan a partir de interacciones de masas extremas en un vecindario astronómico observable y evaluando la diferencia entre cuándo se produjeron las interacciones y cuándo se detectaron las ondas de gravedad producidas.

Como parece hasta ahora, no hay tanta diferencia. Las ondas de gravedad se propagan a la misma velocidad que la luz.

Además de las ondas gravitatorias, supongo que altera las órbitas newtonianas clásicas: Júpiter atrae ligeramente al Sol, pero en la dirección en que Júpiter estaba hace 45 ′ (el momento de la gravedad).

Desarrollando su ejemplo de velocidad de la luz: puede mover un objeto y ver cuándo afecta a uno distante.

Un ejemplo real podría ser observar un sistema estelar binario donde una de las estrellas ha volado como supernova. La otra estrella debe haber cambiado su curso.

Mides la fuerza con la que la gravedad tira. La rapidez con la que se estira la leva se conoce como velocidad terminal, donde la velocidad de caída libre no se incrementa por la resistencia del aire.

More Interesting

¿El pozo de gravedad de un agujero negro realmente perfora la tela del espacio-tiempo?

¿La fuerza centrífuga siempre actúa o solo en caso de marco de referencia no inercial?

En gravedad cero, ¿puedes propulsarte soplando aire por la boca?

¿Podemos decir que un agujero negro es un agujero de gusano sin conocer el espacio del otro lado?

¿Tendría un objeto en el espacio, incluso uno pequeño, un efecto gravitacional en todo lo demás en el universo?

"La gravedad no se ve afectada por las condiciones cuánticas". ¿Qué significa esto y cuáles son sus implicaciones en la teoría de todo?

¿Cómo la curvatura del espacio como se describe por la relatividad causa la atracción familiar (atracción gravitacional) entre los objetos?

¿Cuáles son algunas formas de calcular la fuerza del impacto?

¿En qué se diferencian las fuerzas centrífugas y centrípetas?

¿Qué tan cerca debe estar la luna para que la gravedad de la tierra la haga estrellarse? Estoy escribiendo un libro y me gustaría saberlo.

¿Es la atracción gravitacional de la Tierra más fuerte en los polos que en el ecuador? ¿Por qué?

¿Qué vino primero, la materia o la gravedad?

¿Cómo puede colapsar una estrella bajo su propia gravedad? ¿Cómo es esto posible?

¿Hay algo más que pruebe la existencia de energía oscura en lugar de acelerar la expansión espacial?

¿Por qué no se descubren con mayor frecuencia las ondas gravitacionales ya que hay tantos sistemas estelares binarios inestables en el universo?