Domanda:
La gravità si propaga?
frodeborli
2014-01-09 22:12:57 UTC
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La gravità è talvolta descritta come una curvatura nello spazio-tempo. A causa della relatività, questo non implica che la gravità non si propaga?

Un esperimento mentale. Se ti stai muovendo verso un buco nero, questo potrebbe anche essere considerato come se il buco nero si stesse muovendo verso di te. Se un buco nero si stesse muovendo verso di te alla velocità della luce e la gravità si propaga alla velocità della luce, sperimenteresti qualcosa di simile a un'esplosione supersonica, tranne che è un'esplosione di gravità, e ti permetterebbe di rimanere inalterato fino al tuo arrivo proprio al centro del buco nero?

Se tu fossi in grado di girarti, appena prima di arrivare al centro, e allontanarti dal buco nero alla velocità della luce, non lo noteresti mai, anche se viaggeresti alla stessa velocità del buco nero nella stessa direzione?

`La gravità è talvolta descritta come una curvatura nello spazio-tempo. A causa della relatività, questo non implica che la gravità non si propaga? `
Due risposte:
#1
+4
Gerald
2014-01-09 22:54:33 UTC
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I buchi neri distorcono la geometria dello spaziotempo. Quindi devi prenderti cura di questo.

I cambiamenti di gravità si propagano alla velocità della luce. Si pensa che si verifichi per la massa accelerata, ad es. un binario di buchi neri.

Un secondo punto fondamentale: le velocità non si sommano in modo additivo, ma in modo subadditivo: velocità della luce + velocità della luce = velocità della luce.

Se tu o il buco nero viaggiate alla velocità della luce, risp. il buco nero deve essere senza massa a riposo, altrimenti la tua massa relativistica, o quella del buco nero sarebbe infinita.

I fotoni sono privi di massa a riposo, quindi stai effettivamente parlando di luce, o qualcosa che si comporta in modo piuttosto simile alla luce sotto molti aspetti.

Quindi alla fine stai parlando di luce diretta a un buco nero e riflessa da uno specchio all'interno del buco nero.

La luce può entrare nel buco nero, ma non può lasciare il buco dopo essere stato riflesso dallo specchio a causa dell'elevata curvatura dello spaziotempo sotto l'orizzonte degli eventi.

Se stai viaggiando verso un binario di buchi neri, ottenere cambiamenti di gravità spostati verso il blu.

Non capisco che la gravità possa cambiare, senza aggiungere energia o massa. Aggiungere energia o massa implica prenderlo da qualcosa. Ho capito che a causa della gravità esponenziale, i buchi neri binari sarebbero visualizzati come una quantità pulsante di gravità, quasi come un'onda, ma non che sarebbe spostata al blu a causa del doppler. Forse a causa della dilatazione del tempo. In quale altro modo può creare cambiamenti nella quantità di gravità? E subadditivo implica una velocità costante di 0 per tutto, ma ha senso se ti muovi nel tempo oltre che nello spazio, ma potrebbe non essere comprensibile subadditivo.
Subadditivity: http://en.wikipedia.org/wiki/Subadditivity, significa che due velocità non si sommano completamente alla somma. Aggiungere velocità alla velocità della luce non aumenta la velocità: rimane la velocità della luce.
L'oscillazione delle onde gravitazionali viene spostata verso il blu per un osservatore che si avvicina al binario binario nero. Ciò significa che la frequenza delle onde sembra aumentata.
Dettagli sull'aggiunta relativistica delle velocità, ad es. qui: http://www.marxists.org/reference/archive/einstein/works/1910s/relative/ch13.htm
#2
+3
Stan Liou
2014-01-10 08:49:03 UTC
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La gravità è talvolta descritta come una curvatura nello spazio-tempo. A causa della relatività, questo non implica che la gravità non si propaga?

C'è un senso abbastanza preciso in cui la gravità si propaga: se hai uno spaziotempo e lo perturbi un po ', allora potete pensare al nuovo spaziotempo come al vecchio spaziotempo "di fondo" con una piccola modifica sopra. Quindi ha senso discutere la velocità con cui si propaga questo cambiamento.

Ma nel caso generale, la velocità di propagazione della gravità non ha un significato particolare. Questo è sensato: per parlare di velocità, è necessario uno standard con cui confrontarlo, e quindi uno spaziotempo di fondo. Ma la gravità non è lineare, quindi per avere una risposta oggettiva a quella domanda, le modifiche a quello sfondo devono essere piccole o strettamente vincolate.

Se un buco nero si stava muovendo verso di te alla velocità di luce ... [vorresti] sperimentare qualcosa di simile a un'esplosione supersonica, tranne che è un'esplosione di gravità, ...

Non in modo analogo a un'esplosione supersonica (quindi qui, superluminale?) , no.

Per una carica elettrica, il limite ultra-relativistico del suo campo elettromagnetico è un'onda piana impulsiva, un profilo delta di Dirac infinitamente sottile. Questo viaggia alla velocità della luce. L'analogo gravitazionale di questo (per un buco nero di Schwarzschild) è l'ultraboost di Aichelburg-Sexl, che è uno spaziotempo assialmente simmetrico e ovunque piatto tranne che per un'onda piana impulsiva.

... e ti permetterebbe di restare inalterato fino a quando non arrivi al centro del buco nero?

No.

Se fossi in grado di voltarti, appena prima di arrivare al centro e allontanarti dal buco nero alla velocità della luce, non lo noteresti mai, anche se viaggeresti alla stessa velocità del buco nero nella stessa direzione?

È la stessa cosa che dire che sei fermo sopra il buco nero. Quindi, lo noteresti perché avresti bisogno di essere accelerato per rimanere fermo. Inoltre, se ti volti dopo aver passato l'orizzonte, è troppo tardi.

Certamente un laico qui, ma sono abbastanza sicuro che alcune affermazioni non siano corrette: ad es. "nel caso generale, la velocità di propagazione della gravità non ha un significato particolare": Il caso generale è un osservatore arbitrario dal cui punto di vista i cambiamenti di gravità si propagano esattamente con la velocità della luce. Voglio dire, LIGO? E se un oggetto appariva dal nulla in un esperimento mentale e si muoveva molto vicino alla velocità della luce dal mio punto di vista, non potevo saperlo prima che fosse molto vicino, il che include qualsiasi effetto ha sul mio campo gravitazionale percepito; il cambio per un b.h. sarebbe molto brusco.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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