Рубрики
Если вы посмотрите на солнце сквозь 150 млн км космического пространства, что отделяет наш мир из ближайшей к нам звезды, свет, который вы видите, не показывает Солнце на данный момент, и как это было 8 минут и 20 секунд раньше. Это происходит потому, что свет не перемещается мгновенно (со скоростью света, ха, ха): его скорость равна 299 792,458 км в секунду (подробности этого невероятного факта здесь). Это время, необходимое свету, чтобы преодолеть путь от фотосферы Солнца на нашей планете. Но, тяжести не надо вести себя так же; возможно, как то, что предлагаемые теории Ньютона, гравитация-это мгновенное явление, и это ощущают все объекты с массой во Вселенной, через все эти огромные космические расстояния, в то же время.
Так ли это на самом деле? Если солнце мгновенно исчезнет, будет Земля мгновенно по прямой линии, или продолжать вращаться вокруг расположения Солнца еще 8 минут и 20 секунд? Общая теория относительности, ответ ближе ко второму варианту, потому что масса определяет гравитацию и искривление пространства, в котором определяется сумма всей материи и энергии в ней. Если солнце исчезло, пространство бы не быть изогнутым и плоским, но эта трансформация не была мгновенной. Потому что пространство-время-это ткань, переход будет своего рода «переливания», который будет отправлять огромные пульсации — гравитационных волн по вселенной, как круги на воде от брошенных в озеро камня.
Скорость этой волны определяется как скорость и все остальное в общей теории относительности: ее энергии и массы. Потому что гравитационные волны не имеют массы, но имеют конечные энергии, то они должны двигаться со скоростью света. Это означает, что Земля притягивается к неправильному расположению в пространстве, солнце, и туда, где это немного более восьми минут.
Если бы это была единственная разница между теорией гравитации Эйнштейна и Ньютона, мы бы сразу сделать вывод, что Эйнштейн был неправ. Орбиты планет, учился хорошо и очень точно и давно записаны (с конца 1500-х годах!), что, если гравитация-это просто притяжение планет к месту Солнца со скоростью света, предсказал положение планеты много не влезет в их нынешнем положении. Гениальная логика требуется, чтобы понять, что законы Ньютона требует невероятной скоростью гравитации такой точностью, что если бы это было единственное ограничение на скорость гравитации должна быть больше, чем 20 миллиардов раз большей, чем скорость света.
Но в общей теории относительности существует еще один кусочек головоломки, который имеет большое значение: орбитальная скорость планеты в ее ход вокруг Солнца. Земля, например, является, также, движется, «покачиваясь на волнах гравитации спускается и часто не там, где он возведен. Есть два эффекта: скорость каждого элемента влияет на то, как он испытывает силу тяжести, и с этим, изменения в гравитационных полях.
Но что особенно интересно, это то, что изменения в гравитационном поле Земли с конечной скоростью тяготения и влияния в зависимости от скорости взаимодействия почти точно сбалансированным. Это неточность это равновесие дает нам возможность экспериментально определить, какая теория соответствует нашей Вселенной: Ньютоновская модель «бесконечной скорости гравитации», или модель, einsteinova «скорость гравитации равна скорости света». В теории, мы знаем, что скорость распространения гравитации должна соответствовать скорости света. Но гравитационная сила Солнца слишком слаб, чтобы измерить этот эффект. На самом деле, это очень трудно изменить, потому что, когда что-то движется с постоянной скоростью в постоянном гравитационном поле, там не было замечено никакого эффекта вообще. В идеале, у нас будет система, при которой один крупный объект движется с изменяющейся скоростью с помощью изменения гравитационного поля. Иными словами, нужна система, состоящая из близко пара вращается наблюдать остатки звезд, по крайней мере один нейтрон.
Как вращение нейтронных звезд, они пульсируют, и эти импульсы видны на Земле всякий раз, когда полюса нейтронной звезды проходит через наши линии визирования. Предсказания Эйнштейна, теории гравитации, невероятно чувствительный к скорости света, так что с первого открытия двойной системы пульсаров в 1980-х годах, PSR1913+16 (Пульсар Халса-Тейлора), мы снизили скорость гравитации равна скорости света с погрешностью всего 0,2%.
Конечно, это косвенные измерения. Мы были в состоянии сделать косвенным измерением другого типа, в 2002 году, в результате случайных совпадений, Земли, Юпитера и очень мощный радиобазар (за qso J0842+1835), расположенных на одной линии визирования. Как движение Юпитера от земли до квазара, гравитационное искривление Юпитер позволяет нам измерить скорость гравитации, чтобы ликвидировать бесконечной скоростью, и определить, что она находится где-то между 2.55 и 3,81 х 108 х 108 метров в секунду, что находится в полном соответствии с предсказаниями Эйнштейна.
В идеале, мы могли бы измерять скорость этой волны непосредственно в силу прямого обнаружения гравитационных волн. ЛИГО на втором, в конце концов. К сожалению, из-за нашей неспособности правильно триангулировать место рождения этих волн, мы не знаем, с какой стороны они пришли. Для вычисления расстояния между двумя независимыми детекторами в Вашингтон и Луизиана) и измерения разности времени прихода сигнала, мы можем определить, что скорость гравитации совпадает со скоростью света, и, чтобы определить самые большие ограничения скорости.
Однако наиболее серьезные трудности дают нам косвенные измерения очень редкие системы Пульсар. Лучшие результаты на данный момент показывают нам, что скорость гравитации между 2,993 и 108 х 3,003 х 108 метров в секунду, что прекрасно подтверждает общую теорию относительности и плохо альтернативных теорий гравитации (к сожалению, Ньютон).
Почему гравитация движется со скоростью света?
Илья Хель