Annons

Hur snabb är gravitationen?

Publicerad:

2012-02-01

Fråga: Hur fort färdas gravitationen i rymden? Gäller samma “hastighetsbegränsning” för gravitation som för ljuset, eller hur ska man fundera när det gäller gravitationens spridning och verkan?

Mats T

Svar: Enligt klassisk fysik rör sig gravitationen med ljusets hastighet. Det innebär till exempel att om en stjärna exploderar på 2 000 ljusårs avstånd, ser vi ljuset från stjärnexplosionen samtidigt som förändringen i gravitationsfältet når oss efter 2 000 år. Ljusets förflyttning är en elektomagnetisk våg, och på samma sätt kan man betrakta gravitationens förmedling som en gravitationsvåg. När den når oss reagerar allting som har en massa (till exempel vi/jorden/solen) på förändringen i gravitationsfältet, och då påverkas objektets rörelse.



Men enligt Einsteins teorier gäller detta bara vid svaga gravitationsfält, som de vi har här runt jorden. Vid starka gravitationsfält, som svarta hål, är däremot rumtiden krökt.

Där har vi forskare inte lyckats ta fram en teori som beskriver vad som sker. Man kan se gravitationsvågen som en krusning i rumtiden. Vid svarta hål är hela rumtiden totalt ihopknycklad. Där går det inte att skilja på vad som är en gravitationsvåg och vad som är andra typer av gravitationsfält. Därför är frågan om hur snabbt gravitationen färdas vid svarta hål inte ens definierbar i termer som förutsätter ”vardagsföreställningar” om vad rum och tid är.

Maria Sundin, astronom, Göteborgs universitet och Claes Uggla, professor i fysik, Karlstads universitet.

Du har just läst en artikel från tidskriften Forskning & Framsteg. Prenumerera här.

Kommentera:

3

Dela artikeln:

TIDNINGEN FÖR DIG SOM ÄR NYFIKEN PÅ ALLVAR
10 nummer 779 kr
2 nummer 99 kr
Du vet väl att du kan läsa Forskning & Framsteg i din läsplatta? Ladda ned appen från App Store eller Google Play. (Läsplatteutgåvan ingår i alla prenumerationer.)

Kommentarer

Jag tycker inte svaret är relevant. Varför är det självklart att attraktionskrafter mellan masspartiklar (eller krusningar i rumtiden om man så vill ) fortplantas med samma hastighet som fotoner ? Hur ser det ut inuti en massiv kropp? Fotonerna kan inte tränga igenom men gravitationen fortsätter att förmedlas. Finns det något sätt att mäta hur snabbt gravitationen utbreder sig?

Håller med om att det inte behöver vara en fundamental självklarhet, men idag behöver vi inte längre spekulera, då gravitationsvågor detekterats!

Att ha detekterat en våg behöver inte betyda att man på köpet lär sig om den hastigheten med vilken vågen färdats, men det som gör att vi i detta fall fått hastighetsinformationen på köpet är att sättet som experimentet satts upp är med flera detektorer (behöver läsa på, men minst två) på stort avstånd från varandra, inte fullt på motstående sidor av jorden, men nästan.

Med två detetorer kan man dock bara räkna ut hur snabbt gravitationsvågen MAXIMALT går.

Värdet för hastigheten man kan räkna fram blir den sanna hastigheten bara om vågen rört sig i rät linje mellan detektorerna, och har vågen kommit från någon annan riktning så kommer tiden att bli kortare (indikera en högre hastighet än den verkliga) som funktion av cosinus för vinkelavvikelsen. Så om man vet från vilken riktning som vågen kommit så räcker två detektorer för att räkna ut hastigheten (med undantaget 90 graders infallsvinkel).

Jag vet inte om man har känt till infallsvinklarna för de detektioner som hittills gjorts.

Vill man få all information på köpet vid mätningarna* så använder man fyra detektorer spridda över jorden arrangerade tetroidiskt (hörnen på en tetra, sådana där små mjölkförpackningar).

Från signaturerna* från de pulser man detekterat (timingen mellan dem) får man då noggrann information om riktningen som gravitationsvågen kommit.

Vh, Ingvar Öhman

*Mätningarna som gjorts hittills är så vitt jag vet inriktade på att detektera den "shirp" (puls med periodisitet med stigande frekvens) som uppstår när två svarta hål kolliderar. Kollisionerna som är intressanta är de där de gör en gemensam isprincessepiruett (snurrar snabbare och snabbare runt varandra ju närmare varandra de kommer) innan de blir ett. I framtiden är det troligt att även andra störningar i gravitationsfältet kommer att kunna detekteras, t ex sådana som kommer från supernovor. Och på många sätt skulle det vara intressantare eftersom sådana ju samtidigt kan observeras på andra sätt.

Påverkar gravitationen vårt klimat här på jorden.

Lägg till kommentar