¿Existe alguna relación entre la teoría de la relatividad y las ondas gravitacionales?

Estoy más del lado de David Wrixon aquí. Todo lo que podemos inferir de las observaciones de LIGO hasta la fecha es que la influencia de la gravedad viaja a la velocidad de la luz. Los chirridos observados son característicos de las oscilaciones en la fuente misma, como una pelota de ping-pong que es presionada sobre la mesa por un murciélago, sin ninguna capacidad intrínseca del espacio para transportar ondas de la misma manera que el vacío puede transportar ondas electromagnéticas. Es difícil ver cómo cualquier medio portador de olas podría generar tal chirrido por sí solo.

Si Newton hubiera sabido que la influencia de la gravedad viaja a la velocidad de la luz, y que objetos suficientemente masivos podrían fusionarse con oscilaciones muy parecidas al chirrido de una pelota de ping-pong, no habría tenido que asumir la existencia de ondas gravitacionales per se para predecir lo que LIGO ha observado hasta la fecha.

Dadas dos masas de puntos iguales cada una en una órbita circular sobre la otra, Newton ciertamente habría podido predecir que agregar un componente oscilatorio a una de ellas a lo largo de su eje común induciría gravitacionalmente una oscilación similar en la otra. Tal oscilación interpretada como una onda gravitacional sería plana cuando alcanzara la segunda masa, suponiendo masas puntuales. Además, uno podría atribuir la energía de las oscilaciones inducidas en la segunda masa al transporte de energía desde la primera masa a través de la influencia de la gravedad.

¿Pero es eso lo que Einstein predijo realmente? Para el caso de una onda plana lineal como solución a la ecuación de Einstein aplicada a la gravedad “teleparallel”, un artículo de 2009 de Obukhov, Pereira y Rubilar, Sobre la energía transportada por soluciones de ondas gravitacionales de plano exacto , muestra que tales soluciones pueden llevar ni energía ni impulso.

Un trabajo mucho anterior de G¨urses y G¨ursey (1975) había demostrado que existen coordenadas locales para las cuales el tensor de momento de energía es cero. La diferencia con este artículo de 2009 es que es independiente de la elección de coordenadas locales, dando una prueba independiente de coordenadas de que las ondas planas lineales en gravedad teleparallela no pueden transportar energía ni momento.

Esto me deja preguntándome, ¿cómo las observaciones de LIGO de los murmullos de fusión de objetos masivos nos dicen algo sobre las soluciones de onda de la ecuación de Einstein, aparte de que la influencia de la gravedad viaja a la velocidad de la luz? Los chirridos en sí mismos son claramente perturbaciones no lineales, por lo que su detección no contradice ni la telegravedad ni la planaridad, solo la linealidad de una solución putativa. Pero entonces, ¿cómo vincula eso estos chirridos a Einstein con preferencia a Newton?

¿En qué sentido un chirrido gravitacional constituye una solución de onda para la ecuación de Einstein?

[Anexo: después de reflexionar sobre el artículo Velocidad de la gravedad – Wikipedia, llegué a la conclusión de que debe haber más en la práctica de la ecuación de Einstein que simplemente la velocidad de las ondas gravitacionales, aunque todavía no veo cómo arroja alguna luz sobre mi pregunta sobre los chirridos observado por LIGO.]

Las teorías de las relatividades generales y especiales ya estaban siendo creadas por un conjunto de físicos. Einstein tomó su trabajo, lo combinó y los ajustó al suyo, lo cual fue un gran logro, pero seguramente lo habría hecho alguien dentro de unos años de cuando lo hizo.

Hay dos artículos que publicó Einstein. Special Relativity (1905) se publicó y salió a la luz en un artículo titulado ” Sobre la electrodinámica de los cuerpos móviles “. No trata la gravedad tan bien, fue en contra de la comprensión previa de la gravedad en lo que llamamos Mecánica Clásica. CM fue todo lo que condujo a las ecuaciones e ideas finales de Issac Newton sobre las leyes de la física (que no están del todo mal) y Einstein cambió nuestra comprensión de algunas de esas leyes, y reescribió algunas de ellas también.

Específicamente, dijo que la velocidad de la luz nunca cambia, sin importar cuál sea su ubicación o cuán rápido vaya. El segundo fue que las leyes de la física son todas iguales, sin importar dónde se encuentre y a qué velocidad vaya.

La segunda parte, más crítica del trabajo de Einsteins, llamada “El Principio de Equivalencia” trataba más específicamente de la gravedad. Nos dio una mejor comprensión de la diferencia entre la inercia y la gravedad, y que el tiempo cambia y la luz se curva bajo condiciones gravitacionales fuertes.

Entonces, la respuesta a su pregunta es “SÍ” y “NO”. La idea de las ondas de gravedad se introdujo por primera vez en 1893, y luego una idea más refinada basada en el trabajo de Hendrik Lorentz surgió en 1905. Einstein utilizó ese trabajo como parte del Principio de Equivalencia.

Le ofreceré estos enlaces para comprender brevemente cuáles fueron las contribuciones de Einsteins y cómo interactúan con la comprensión actual del universo.

Relatividad especial: documentos de Annus Mirabilis – Wikipedia

y aquí: principio de equivalencia – Wikipedia

A .: Sí: la teoría general de la relatividad muestra que los cambios en el campo gravitacional se propagan como ondas gravitacionales y transportan energía.

La derivación de este resultado y su verificación tomó un arduo medio siglo, desde el razonamiento de Henri Poincaré de 1905 por analogía con las ondas electromagnéticas hasta el “argumento de cuentas pegajosas” de 1957 de Feynman. Esto implicó contribuciones clave de al menos seis y siete físicos distintos de Einstein (quien de hecho vaciló sobre su existencia y observabilidad física, y ciertamente no debe ser acreditado como el único autor): vea el bosquejo histórico y las referencias citadas allí. Desde entonces (en los próximos 60 años) se ha verificado a fondo y se ha descrito en detalle en los libros de texto: véanse los capítulos 35–37 (pág. 941–1044) de “Gravitación” de CW Misner, KS Thorne, JA Wheeler (WH Freeman & Co., 1970).

Predicho en 1916 por Albert Einstein sobre la base de su teoría de la relatividad general, las ondas gravitacionales transportan energía como radiación gravitacional , una forma de energía radiante similar a la radiación electromagnética.

¿Existe alguna relación entre la teoría de la relatividad y las ondas gravitacionales?

Bueno, ya que la teoría general de la relatividad predijo ondas gravitacionales … obviamente .

Aparentemente sí, porque son una predicción de GR. En realidad, no realmente porque cualquier actualización de campo es efectivamente una ola. El verdadero problema es que realmente no sabemos lo que estamos detectando. Algo que viaja a la velocidad de la luz. Algo que causa una perturbación gravitacional. Algo que de otra manera no se puede detectar. ¿Es eso una onda gravitacional? Bueno, mi opinión no es, pero el tiempo lo dirá.

En teoría de la relatividad general, Einstein explica sobre la gravedad que se produce debido a la curva hecha por el cuerpo en el tejido del espacio-tiempo. Y de esta teoría, surge el concepto de onda gravitacional.

Explicación de la onda gravitacional de una manera muy simple, como cuando dejamos caer cualquier piedra en el agua, produce ondas u ondas que fluyen o se alejan de ella. Es lo mismo que la onda gravitacional produce en el tejido del espacio-tiempo cuando cualquier cuerpo como la tierra gira alrededor del sol.

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