Поскольку ОТО предполагает, что гравитационные волны распространяются со скоростью , мы ожидаем, что когда-нибудь сможем обнаружить эффект аберрации, подобный световому. Конечно, гравитационные волны настолько малы по величине, что мы еще не обнаружили их однозначно, поэтому измерения аберраций пока невозможны. Однако планетарные орбиты ведут себя так, как будто гравитационные волны имеют «бесконечные» скорости, поскольку на них, по-видимому, не влияет конечное время между тем, где в настоящее время находится планета, и временем, прошедшим от силы Солнца.
Может ли кто-нибудь объяснить, почему планетарные орбиты ведут себя так, как будто гравитационные волны имеют ньютоновские «бесконечные» скорости? Я был бы признателен за ответ, который не прибегает к тензорной нотации.
Подобное отсутствие простой «задержки» происходит и с электромагнитными полями. Когда у вас есть точечный заряд, движущийся с постоянной скоростью, поле не работает так, как если бы оно имело некоторую задержку. Вы можете поиграть с этим апплетом, чтобы получить представление: http://www.cco.caltech.edu/~phys1/java/phys1/MovingCharge/MovingCharge.html
В электромагнитном поле прошлое движение источника поля делает поле на расстоянии таким, как если бы движение продолжалось с той же скоростью до настоящего времени, а затем поле распространялось с бесконечной скоростью.
Обратите внимание, что этого не происходит из-за какого-то дополнительного правила; это то, к чему естественно приводят уравнения поля.
В общей теории относительности, насколько мне известно, такого рода «экстраполяция» работает не только для скорости, но и для ускорения, так что если у вас есть объект, движущийся с постоянным ускорением, вы не сможете отличить ОТО от мгновенного распространения. Следовательно, эффекты задержки в ОТО очень малы.
Вот статья об этом странном явлении: http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/grav_speed.html
Может ли кто-нибудь объяснить, почему планетарные орбиты ведут себя так, как если бы гравитационные волны имели ньютоновские «бесконечные» скорости?
Вот простое (может быть, несколько упрощенное, но достаточно хорошее для начала) объяснение: можно считать, что гравитационный центр Солнечной системы зафиксирован на месте в почти инерциальной системе отсчета. Если вы считаете центр гравитации фиксированным, вы не можете сказать, вращаются ли планеты там, где центр сейчас (бесконечная скорость гравитации), или там, где он был несколько минут назад (конечная скорость гравитации), потому что они одинаковы. место. Может показаться, что это первый случай, но на самом деле это второй.
Прямо сейчас Земля реагирует на искривление пространства в непосредственной близости от нее. Если бы с Солнцем случилось что-то радикальное, кривизна в окрестностях Земли не изменилась бы в течение восьми минут или около того, пока гравитационные волны, порожденные тем, что случилось с Солнцем, не достигли Земли и не изменили бы кривизну в ее окрестностях. . Таким образом, планетарные орбиты не ведут себя так, как если бы гравитационные волны имели бесконечную скорость.
Неверно думать, что Земля «удерживается» гравитацией Солнца, а гравитационные волны и/или гравитоны вспыхивают туда-сюда, чтобы удерживать ее. Вся материя в Солнечной системе создает кривизну, и затем вся материя реагирует на локальную кривизну, поэтому нет необходимости в передаче с бесконечной скоростью. Любые изменения кривизны распространяются со скоростью света.