Una onda gravitacional es una de las conclusiones de las ecuaciones de gravedad de Einstein, al igual que las ondas electromagnéticas son una conclusión de las ecuaciones de Maxwell. Pero los dos conjuntos de ecuaciones son muy diferentes, ya que no existe una forma obvia de mantener una analogía simple entre los dos. Las ecuaciones de gravedad de Einstein funcionan en el espacio-tiempo curvo, de ahí el famoso dicho de Wheeler- citado en esta pregunta. Las ondas EM, por otro lado, ocurren en el espacio plano. Entonces, a pesar de lo que sugieren las ecuaciones y la teoría, no es obvio cómo la curvatura del espacio-tiempo puede dar como resultado ondas de gravedad ‘alejadas’, es decir; lejos de la fuente donde está situada la masa, y en la que el espacio-tiempo está curvado apreciablemente a su alrededor.
Desde el momento en que hice esta pregunta, logré obtener una mejor comprensión intuitiva del problema, y siento que puedo intentar una respuesta ahora. Uno puede comenzar el argumento así; La gravedad ‘estática’ y la electricidad se rigen por dos leyes similares empíricas y cuidadosamente probadas. Estas son las leyes de las fuerzas cuadradas inversas de Newton y Coulomb. Sin embargo, cuando las fuentes comienzan a moverse, no tenemos idea de cómo cambian estas leyes y normalmente buscamos leyes y ecuaciones adicionales, como la ley de Ampere, la ley de Faraday, etc. en el caso del electromagnetismo, y algunas ecuaciones sugeridas para la gravedad de Newton modificada en el caso de Ley de Newton Recientemente, sin embargo, se ha dado cuenta de que existe una ruta mejor y más rigurosa que puede abordar tanto la gravedad como el electromagnetismo.
Primero se descubrió que todas las ecuaciones de Maxwell que incluyen los casos de fuentes estáticas y móviles son la simple consecuencia de la conservación de la carga y de la corriente de carga, como se explica en muchas de mis respuestas anteriores, respuestas sobre la gravedad y la EM. Luego, las personas se dieron cuenta de que las ecuaciones similares a las del electromagnetismo en realidad se pueden derivar de GR con alguna restricción; estas se llaman ecuaciones ‘gravito-magnéticas’. Luego pareció que la conservación de la masa y la corriente de masa (momento) también se puede utilizar para derivar las ecuaciones gravito-magnéticas exactamente como se hizo con EM. Como no hay carga sin una masa, concluimos que la conservación de la carga (masa / eléctrica) y la corriente de carga son el único requisito para la derivación de las ecuaciones EM y GR.
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La aparición de ondas EM proviene del malabarismo en las ecuaciones de Maxwell, y podemos hacer lo mismo con el magnetismo gravito. Entonces encontramos un problema que debido a que masas similares se atraen mientras que cargas similares se repelen, las ondas de gravedad resultan tener una raíz imaginaria en su descripción. En consecuencia, no deberíamos ver fuertes olas como las de EM. En cambio, podríamos ver olas mucho más débiles que podrían resultar de procesos de segundo orden. Sin embargo, la velocidad de las ondas es la misma que en el caso de las ondas EM.
Por lo tanto, la corriente de masa (o momento) es, de hecho, la fuente de todas las ecuaciones que se aplican a la materia cargada. Para conectar esto con la deformación del espacio-tiempo, notamos que las unidades de impulso son kg, m, s. Dado que ninguna partícula elemental está en reposo en cualquier momento, también observamos que las tres unidades de masa, longitud y tiempo están firmemente unidas en el momento y nunca pueden separarse. ¡Por lo tanto, el momento es una entidad independiente y es una encarnación del espacio-tiempo mismo! Tenga en cuenta que el espacio en sí mismo no tiene atributos específicos. Vea esta cita de las respuestas de Viktor Toth, por ejemplo; ” Porque el espacio no es una cosa. No es algo que podamos medir. No tiene realidad física en la relatividad general, excepto como el campo de juego en el que tienen lugar los eventos … El campo métrico de la relatividad general, por otro lado … tiene realidad física. Realmente lleva energía e impulso, como cualquier campo físico debería ”.
Además, observamos que mientras que una onda EM no tiene una masa en reposo, una onda EM estacionaria en una cavidad sí tiene una masa en reposo. Entonces la masa en sí misma no es más que un impulso atrapado o un espacio-tiempo atrapado. Moverse en un camino cerrado estable también puede producir ondas estacionarias. El momento puede quedar atrapado en un camino tan cerrado. Como el impulso es el equivalente del espacio-tiempo como se argumentó anteriormente, podemos ver claramente cómo la masa, que es un impulso atrapado en un camino cercano, también es una deformación del tiempo espacial, o del espacio-tiempo envuelto, o del espacio-tiempo condensado si lo desea .
A medida que se conserva el impulso, ya sea atrapado o libre / sin atrapar, la conservación de la condición continúa aplicándose a cualquier colección y combinaciones de impulso atrapado y libre. El momento libre corresponde al flujo de energía, por supuesto, ya que hay una relación fija entre el momento y la energía como sabemos. En conclusión, podemos trabajar con la gravedad en el espacio plano o en el espacio-tiempo curvo. El espacio-tiempo no es más que el impulso en sí mismo, y cuando este impulso está atrapado / envuelto / deformado, se expresa como una masa. Las ondas de gravedad viajan a la velocidad de la luz y son consecuencia de las ecuaciones de Maxwell para la gravedad: las ecuaciones gravito-magnéticas. En otras palabras, imaginar la deformación del espacio-tiempo no hace que sea menos posible que aparezcan y se detecten ondas.