Всегда ли гравитационные волны распространяются по прямой линии (вдоль геодезической), как электромагнитные волны?

На этом сайте много вопросов и ответов о свете, путешествующем по прямым линиям в вакууме (по геодезической). И есть много информации об ЭМ и гравитационных волнах, распространяющихся с одинаковой скоростью. с .

Я прочитал этот вопрос:

Когда мы смотрим на свет, распространяющийся в классическом пределе, он распространяется прямолинейно.

Как одиночные фотоны путешествуют отсюда туда

И этот:

пути гравитационных волн такие же, как пути света

Работают ли гравитационные линзы на гравитационных волнах?

Теперь, основываясь на этом, гравитационные волны всегда должны двигаться по прямой траектории (следуя геодезическим), точно так же, как электромагнитные волны. Собственно, это то, что мы называем нулевой геодезической.

Почему свет описывается нулевой геодезической?

Но правильно ли это, что гравитационные волны всегда должны распространяться прямолинейно, следуя нулевым геодезическим, и можно ли это доказать?

Судя по комментарию, вопрос интереснее, потому что геодезические следуют за искривлением пространства-времени, а гравитационные волны — это возмущения самого пространства-времени.

Вопрос:

  1. Всегда ли гравитационные волны распространяются по прямой линии (вдоль геодезической), как электромагнитные волны?
Вы хотите спросить об этом только в моделях относительности? То есть вы не имеете в виду электромагнитную волну, описанную классической электродинамикой?
Это более тонкий вопрос, чем вы думаете. Лучи Эйри движутся по прямым линиям? Таким образом, даже свет не распространяется прямолинейно. Плоские волны есть, но можно придумать довольно экзотические конфигурации электромагнитного поля, которые вас удивят :-)
@DaddyKropotkin да, классика в порядке.
Я думаю, что вопрос, который задает плакат, звучит так: «Путешествуют ли гравитационные волны по геодезическим?». Это очень интересный вопрос, поскольку геодезические определяются искривлением пространства-времени, а гравитационные волны - искривлением пространства-времени...
@ ZenFox42, спасибо, я отредактировал вопрос.
Важно помнить, что как для света, так и для гравитационных волн этот результат основан на приближении, согласно которому интенсивность волны достаточно мала, чтобы не изменять фоновое пространство-время. Этот вопрос, кажется, спрашивает «не взаимодействует ли гравитационная волна с лежащим в основе пространством-временем», и ответ «да», но во-вторых, что волна достаточно велика, чтобы взаимодействия можно было обнаружить, ответ становится «все становится очень, очень сложным, и трудно придумать общее поведение"
@JerrySchirmer спасибо, я правильно понимаю, что вы говорите, что текущие GW, которые мы можем обнаружить, действительно меняют фоновое пространство-время, то есть они также меняют саму геодезическую, по которой они движутся (временно, конечно)?
@ ÁrpádSzendrei, да, но эффект настолько мал, что его невозможно измерить, потому что гравитационные волны уже настолько малы, что находятся на грани обнаружения, и любое взаимодействие с фоном будет эффектом второго порядка и меньше все еще.
@JerrySchirmer Я понимаю, поэтому, если он такой маленький, то, если мы не примем его во внимание, как вы думаете, GW движутся по геодезическим (например, электромагнитным волнам)?
@ ÁrpádSzendrei да. Это производный результат, который может быть получен как «точный» результат в том пределе, когда взаимодействия волн ГВ малы.
@JerrySchirmer кажется ответом. Вы хотите это написать?

Ответы (2)

В этой связи исследуются сходства и отличия гравитационных волн с электромагнитными волнами .

Ты спрашиваешь:

Всегда ли гравитационные волны распространяются по прямой, как электромагнитные волны?

Я думаю, что прямые линии — это описание света световым лучом ,

В оптике луч - это идеализированная модель света, полученная путем выбора линии, перпендикулярной волновым фронтам реального света.

Существуют эквивалентные лучи, определенные для гравитационных волн, и это геометрическая оптика, которая, когда длина волны становится слишком большой для изучаемой системы, должна быть изменена, как предполагает эта ссылка.

Стандартной практикой является изучение линзирования гравитационных волн (ГВ) в режиме геометрической оптики. Однако во многих астрофизических конфигурациях этот режим нарушается, когда длина волны становится сравнимой со шварцшильдовским радиусом линзы.

Есть еще эта ссылка :

Геометро-оптическое разложение сводит задачу решения волновых уравнений к одному из решений уравнений переноса вдоль лучей. Здесь мы рассматриваем скалярные, электромагнитные и гравитационные волны, распространяющиеся в искривленном пространстве-времени в общей теории относительности. Мы показываем, что каждое из них описывается волновым уравнением с одной и той же главной частью. Отсюда следует, что: каждая волна распространяется со скоростью света по лучам (нулевым генераторам гиперповерхностей постоянной фазы)......

пути гравитационных волн такие же, как пути света

Я не могу согласиться с этой цитатой.

Свет или, в более общем смысле, электромагнитное излучение состоит из фотонов. Эти кванты не рассеиваются от своего начала (излучения) до конца (поглощения). Фотонный пучок от лазера, например, ограничен в диаметре, и фокус не настолько совершенен, чтобы этот диаметр оставался постоянным.
Диаметр светового луча увеличивается с расстоянием, но гравитационный потенциал как разновидность среды не имеет (почти) никакого отношения к этому. Энергосодержание квантов не меняется, число квантов не меняется и они не диссипируют на своем геодезическом пути.

Чего нельзя сказать о гравитационном потенциале. Независимо от того, выражается он гравитонами или нет, гравитационный потенциал выше масштаба гравитонов представляет собой континуум. Гора на небесном теле никогда не приведет к разрыву для космического корабля, вращающегося вокруг такого тела. Отсюда следует, что гравитация диссипативна в пространстве.

Всегда ли гравитационные волны распространяются по прямой линии (вдоль геодезической), как электромагнитные волны?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v