Замедляет ли гравитация скорость света?

Это один из тех вопросов, который более тонкий, чем кажется. В ОТО скорость света лишь локально равна$c$, и мы (приблизительно) наблюдатели Шварцшильда действительно видим изменение скорости света по мере того, как свет движется к черной дыре или от нее (или любому гравитационному колодцу). Как известно, скорость, с которой движется радиально движущийся свет, падает до нуля на горизонте событий. Итак, ответ на ваш первый вопрос заключается в том, что да, гравитация замедляет свет, идущий к нам от Солнца.

Чтобы быть более точным, мы можем измерить радиус Шварцшильда$r$путем измерения окружности круговой орбиты вокруг Солнца и деления на 2$\pi$. Мы также можем измерить окружность Солнца и вычислить его радиус, а по этим значениям вычислить расстояние от нашего положения до поверхности Солнца. Если мы сделаем это, то обнаружим, что средняя скорость света на этом расстоянии меньше, чем$c$.

Однако предположим, что мы измерили расстояние до поверхности Солнца (длинной) рулеткой. Мы получили бы значение больше, чем рассчитанное в абзаце выше, и если мы используем это расстояние для расчета скорости света от Солнца, мы получим среднюю скорость$c$.

Поэтому я полагаю, что единственный точный ответ на ваш вопрос: это зависит .

Что касается вашего другого вопроса, предполагая, что пространство-время вокруг Солнца описывается метрикой Шварцшильда, замедление времени на поверхности Солнца определяется как:

куда$r_s$- радиус черной дыры с массой Солнца и$r$это радиус Солнца. Первое составляет около 3000 м, а второе около 700 000 000 м, поэтому я рассчитал коэффициент замедления времени примерно в 1,000002, и это слишком мало для прямого измерения.

Однако вы можете интерпретировать гравитационное линзирование как результат изменения скорости света, и, поскольку мы можем измерить гравитационное линзирование, вызванное Солнцем, вы можете утверждать, что мы измерили его влияние на скорость света. На самом деле это не так, поскольку гравитационное линзирование измеряет кривизну пространства-времени. Однако изменение скорости света (измеренное наблюдателем Шварцшильда) является аспектом этого.

Замедляет ли гравитация скорость света?

Не совсем . Свет просто следует по искривленному пути в искривлении пространства-времени, создаваемом массивным объектом (следствие гравитации). Но сама по себе гравитация не замедляет свет. Потому что мы только что исправили эти гравитационные волны (столетие назад), чтобы они не были мгновенными, а двигались точно со скоростью$c$как следствие СТО, которая объявляет скорость света локальной постоянной системы отсчета. Таким образом, не возникает, чтобы замедлить свет.

Но это зависит от того, как вы измеряете. Если вы наблюдатель и измеряете$c$локально в любом месте, вы сможете сказать, что это по-прежнему константа. Локально - нет ... Но если вы смотрите на массивный объект, такой как черная дыра или нейтронная звезда, вы можете измерять свет гораздо медленнее или быстрее, в зависимости от того, где вы находитесь. Я имею в виду, сильно ли на вас влияют поля.

Можем ли мы на самом деле измерить время, за которое солнечный свет достигает нас?

Да . Но мы должны принять во внимание гравитационное замедление времени .

Задерживается ли этот свет, когда он хорошо поднимается из-под гравитации Солнца?

Да . Когда мы измеряем этот свет, проходящий по геодезическим траекториям вокруг этих гравитационных полей, возникает задержка Шапиро . Но, производя соответствующие измерения расстояния и времени вдоль геодезической, мы все же можем обнаружить, что$c$является константой.

Они называют это относительностью по причине. Скорость, которую вы измеряете при движении света, зависит от вашей системы отсчета, когда присутствует гравитационное поле. Если вы находитесь в системе покоя массы, создающей гравитационное поле, то скорость света можно рассчитать по метрике Шварцшильда. Эта ссылка представляет собой хороший вывод: http://mathpages.com/rr/s6-01/6-01.htm

В общем, скорость света зависит от гравитационного поля, а также от того, где и в каком направлении находится луч света. Скорость света — это не простой скаляр в гравитационном поле, а скорее тензор!

• Нет, уравнения Максвелла означают, что это константа.
• Да, это ~8 минут.
• Да, если он идет по кривой дорожке. Например, некоторые (но не так много для чего-то столь же легкого, как солнце) оставят солнце, удаляясь от земли, но повернутся назад, поскольку оно притягивается к солнцу. Общее пройденное расстояние больше, чем путь по прямой, и это отразится на затраченном времени.

См. также: гравитационное линзирование.