¿Son las ondas gravitacionales el nuevo (a) éter?

El problema con el éter era que se imaginaba que era un material que definía un marco de descanso para el electromagnetismo, de modo que las ondas pudieran propagarse a una velocidad fija. Desde la relatividad, sabemos que no tiene un marco de descanso, y además, ahora sabemos que los materiales están compuestos por una versión de campos de mecánica cuántica, en lugar de que los campos solo sean jigging de materiales, por lo que la explicación sería circular. Pero el éter era una idea razonable a mediados del siglo XIX.

Hay ideas modernas que son como un éter, el condensado de Pion (debido a Nambu, desarrollado por Gell-Mann y Levy, y en última instancia debido a las ideas de Heisenberg sobre la ruptura espontánea de la simetría) es un ejemplo, también lo es el mecanismo de Higgs. La diferencia es que estos éteres son medibles y no definen un marco absoluto, porque son escalares relativistamente invariantes.

La razón por la que sabemos que las ondas gravitacionales existen teóricamente es que puedes sacudir el sol usando bombas gigantes de hidrógeno, y el choque gravitacional solo puede llegar a la tierra 8 minutos después. Entonces, algo atraviesa el espacio entre el sol y la Tierra, y sea lo que sea, es una onda gravitacional, por definición.

Los tipos precisos de ondas gravitacionales están determinados por la relatividad general: hay dos polarizaciones, y esto le indica cuánta radiación gravitacional espera de un sistema cambiante de masas.

Esto conduce a una pequeña cantidad de desintegración radiativa en las órbitas, debido a la emisión de radiación gravitacional. En la mayoría de los casos, la cantidad de descomposición es extremadamente pequeña, porque los cuerpos en órbita se mueven mucho más lentamente que la luz. Pero en el caso de objetos supercompactos muy juntos, como las estrellas de neutrones, la velocidad orbital se vuelve lo suficientemente grande como para obtener un efecto detectable. La teoría predice que dos estrellas de neutrones a cierta distancia deberían acercarse lentamente para que la energía que obtengan coincida exactamente con la tasa de radiación gravitacional emitida.

Esto se verificó en la década de 1990 cuando se estudió un par de tales púlsares durante varias décadas, y su movimiento inspirador coincidió con la predicción, determinando experimentalmente que hay exactamente 2 grados de polarización para las ondas gravitacionales salientes, y que la tasa predicha por General Relavitiy para la emisión es correcta (pero esta sería la misma tasa prácticamente en cualquier teoría con 2 grados de libertad de polarización, excepto que GR es la única teoría coherente con una fuente de gravedad tensorial).

La teoría está respaldada por evidencia más fuerte que esta, evidencia teórica de consistencia y las mediciones clásicas de la Relatividad General, pero la evidencia teórica es de una naturaleza menor, porque siempre es posible que simplemente no pensáramos en algo. El candidato obvio es un componente escalar de la gravedad que se propaga a largas distancias. Los púlsares muestran directamente que no extrañamos nada de eso.

Si hay un éter que merece ser nombrado de esta manera, entonces las ondas gravitacionales serán ondas de ese éter. Esto se debe a que se pensaba que el éter original era un medio para que las ondas EM se propagaran en él. Dado que todos los demás campos que conocemos hoy, tanto en el SM como en la gravedad, también se mueven con la misma velocidad, en una teoría del éter también tendrían que ser ondas del mismo éter.

Y, de hecho, existe una teoría moderna del éter, y en esta teoría las ondas gravitacionales, así como todos los demás campos SM, son ondas del éter. Se publica en

I. Schmelzer, Una interpretación de la materia condensada de fermiones SM y campos de calibración, Fundamentos de física, vol. 39, nr. 1, p. 73 (2009), resp. arxiv: 0908.0591

para el SM y en

I. Schmelzer, A Generalization of the Lorentz Ether to Gravity with General-Relativistic Limit, Advances in Applied Clifford Algebras 22, 1 (2012), p. 203-242, resp. arxiv: gr-qc / 0205035

por gravedad.

Pero fuera de estas modernas teorías del éter, en otros enfoques no relacionados con el éter, las ondas gravitacionales no tienen nada que ver con un éter.

Sugerí eliminar esta cita del artículo de Wikipedia, ya que refleja la opinión de una persona y puede generar confusión. Las ondas gravitacionales no tienen nada que ver con el éter. No sé en qué sentido la detección de ondas gravitacionales influiría en la cuestión de si existe un campo gravitacional. La detección de la luz no se refería a la cuestión de la existencia del campo electromagnético. De hecho, la existencia de la luz se conocía mucho antes de que Maxwell hiciera la conexión entre esta y el campo electromagnético.

More Interesting

¿Hay mujeres físicas que trabajan en relatividad general?

Si el Sol fuera reemplazado por un agujero negro de la misma masa, ¿cómo cambiaría la curvatura del espacio-tiempo alrededor de la ubicación inicial del Sol y alrededor de la región de la órbita de la Tierra? ¿Qué efecto tendría el cambio en la órbita de la Tierra?

¿Cuál es el procedimiento general para cuantificar un campo tensor de rango 2, específicamente, el campo tensor de Einstein?

¿Nuestros cuerpos humanos doblan el espacio-tiempo cuando entramos en un campo gravitacional o lo incorporamos a uno? ¿Es así como funciona la gravedad?

Cómo trascender el espacio y el tiempo y llegar a ser poderoso más allá de toda medida

Si la singularidad de un agujero negro es infinitamente densa, ¿se detiene el tiempo, según la teoría de la relatividad?

¿Es la igualdad [matemáticas] {e_ \ mu} ^ a {e_a} ^ {\ nu} = {g_ \ mu} ^ \ nu [/ math] verdadero dado [matemáticas] {e_ \ mu} ^ a \ eta_ {ab } {e ^ b} _ \ nu = g _ {\ mu \ nu} [/ math]?

¿Es posible que algo de la historia de la Tierra ya haya entrado en un agujero negro?

¿Cómo funciona la métrica de Alcubierre para un viaje más rápido que la luz?

¿Se conservan la energía y el impulso en presencia de la gravedad?

¿El estiramiento de la longitud de onda de la luz por expansión cosmológica viola el principio de conservación de la energía?

¿Se teoriza que las partículas virtuales, si existen, tienen algún papel para explicar los efectos de la relatividad o la energía oscura?

¿Por qué una fuerte gravedad ralentiza el tiempo?

¿Alguien puede explicar cómo el tiempo es relativo en términos simples?

¿Por qué no se supone que los agujeros negros son prácticamente huecos?