Si un planeta está orbitando una estrella que desaparece, ¿se produciría un retraso en el movimiento del planeta que cambia de una órbita a una línea recta?

La “velocidad de la gravedad” sigue siendo un área abierta de investigación que aguarda los avances tecnológicos en la sensibilidad de los métodos de detección, ya que los mensurables actuales aún no son lo suficientemente precisos como para estudiar la propagación de la gravedad (PoG) sin un gran margen de error en el resultados (que pueden ser tan altos como +/- 20-30%).

Mientras tanto, el PoG es una consideración que debe basarse en las leyes de gravedad a las que se está suscribiendo para abordar un problema determinado.

Bajo la teoría newtoniana de la gravitación, las interacciones gravitacionales físicas entre 2 objetos deben propagarse a una velocidad infinita (la respuesta gravitacional es instantánea), mientras que bajo el modelo de Relatividad General (GR) de Einstein, la gravedad debe propagarse a la velocidad de la luz (hay un retraso en la respuesta gravitacional).

Sin embargo, en GR, la gravedad no se considera una “fuerza” por decir (es más una “forma” en la estructura del espacio-tiempo a la que se ajustan los objetos de masa), por lo que un esfuerzo para asignar un punto, una velocidad y una dirección hacia ella no es un proceso directo como lo es en los cálculos newtonianos. En cambio, se “extiende”, por así decirlo, y se tienen en cuenta otros factores como las velocidades, las posiciones y las interferencias del tercer cuerpo. Cuando se trabaja con campos débiles, estos factores pueden cancelar casi exactamente el retraso en el PoG en GR y pueden conducir a resultados similares a los de los cálculos newtonianos.

Lo que todo esto significa es que, aunque la “velocidad de la gravedad” generalmente se considera casi igual a la velocidad de la luz, y que esto nos llevaría a una Tierra que se lanzaría en línea recta 8 minutos y 20 segundos después de que el Sol se desvaneció, existe la posibilidad de que la Tierra en realidad pueda reaccionar instantáneamente o casi instantáneamente.

La verdad es que realmente no sabemos en este momento qué ocurriría en realidad (no muchas estrellas o planetas se desvanecen en el aire para su estudio), pero el PoG a la velocidad de la luz ha demostrado ser práctico y confiable de muchas maneras. La misión Gravity Probe B de la NASA también ha proporcionado pruebas sólidas de las teorías gravitacionales de Einstein (como la deformación del espacio-tiempo por la masa de la Tierra y el arrastre de marcos). Incluso al propio Issac Newton le disgustó y aceptó a regañadientes el PoG instantáneo que postulan sus fórmulas.

Sin embargo, se han realizado experimentos que han llevado a algunos científicos a proponer que el PoG se produce a velocidades iguales o superiores a 2 × 10 ^ 10 c, o 20 mil millones de veces la velocidad de la luz (que en un escenario de sol que se desvanece la Tierra responder en 2 centésimas de millonésimas de segundo), pero esta es una propuesta muy controvertida que no es aceptada por la corriente principal.

Los estudios futuros de las explosiones de supernova eventualmente arrojarán luz sobre la verdadera naturaleza del PoG y los posibles efectos de un escenario como un Sol que se desvanece, pero las probabilidades son bastante buenas de que haya un retraso de tiempo en tal evento. Sin embargo, nunca se sabe realmente con el Universo. A menudo tiene una tendencia a sorprender.

Para el punto de Mike con respecto a la propagación de la gravedad: digamos que si la tierra reacciona instantáneamente después de que el sol desaparece en lugar de reaccionar después de 8.5 minutos, ¿no implicará que la información se transfirió más rápido que la velocidad de la luz?

Si no me equivoco, la información (básicamente fotones) también viaja a la velocidad de la luz. Entonces, si el sol desaparece de repente, la Tierra debería tardar 8,5 minutos en experimentar este cambio para que la información viaje al límite de velocidad cósmica.

Pero, de nuevo, podría estar perdiendo algo aquí.

La relatividad general dice que la gravedad es una distorsión en el espacio-tiempo. Entonces, si una estrella de alguna manera desapareció (no es posible usando física conocida) el cambio se propagaría a la velocidad de la luz.

La relatividad general ha superado hasta ahora todas las pruebas que se han realizado. Incluyendo el reciente descubrimiento de las ondas gravitacionales tan esperadas, que coincidían exactamente con las predicciones. (Ver Primera observación de ondas gravitacionales para más detalles).

Es posible que la desaparición de una estrella también produzca una pequeña onda gravitacional. Supongo que no haría ninguna diferencia que el planeta explotara en línea recta.

Sí … si la masa central simplemente desapareciera, habría una onda de gravedad moviéndose hacia afuera a la velocidad de la luz. La órbita de cada planeta cambiaría a medida que la ola la pasara.

Los planetas aún no viajarían en línea recta: el centro de masa del sistema probablemente todavía estará en el mismo lugar y eso es lo que orbitan los planetas … es solo que la atracción al punto no es tan fuerte como antes, por lo que el La curva será mucho menos profunda.

Es decir, suponiendo que el mecanismo que permitió que una cantidad tan enorme de energía de masa desapareciera, no eliminó el sistema solar o, en sí mismo, tuvo un efecto en las órbitas.

No, todas las leyes y ecuaciones de movimiento circular se amplían directamente.

Según tengo entendido, habrá un retraso durante el tiempo que la luz necesite viajar desde la estrella al planeta en cuestión. En el caso de la Tierra, el retraso sería de aproximadamente ocho minutos.