Beeinflussen Gravitationswellen das Licht?

Die Wahrheit ist, dass wir es nicht wissen. Gravitonen sind eine Theorie, die sich langsam durchsetzt, aber es gibt einfach wenig Beweise, die sie als brauchbare Theorie darüber, wie die Schwerkraft funktioniert, stützen. Schwerkraft ist immer noch nur ein magischer Begriff, der vor Jahrhunderten entwickelt wurde. Wir wissen nur, dass die Schwerkraft nicht konstant ist und die einzige Kraft, die nicht der Relativitätstheorie entspricht. Wir wissen das, weil sich der Weg und die Richtung entfernter Galaxien in unserem expandierenden Universum nicht in Richtungen bewegen, die unsere Gravitationsmathematik erwartet. Da stimmt etwas nicht.

Einige von uns sind sich sicher, dass Lichtteilchen physische Dinge sind und wie alle physischen Dinge den Gesetzen der Schwerkraft unterliegen. Genauso wie unser Körper.

Ich denke, Ihre Frage ist, warum Licht, das uns von fernen Sternen erreicht, nicht schimmert, wie es passieren kann, wenn jemand, der eine auf Sie gerichtete Taschenlampe hält, sie von rechts nach links oder auf und ab über Ihre Sicht bewegt. Selbst wenn sich der Stern von links nach rechts oder auf und ab bewegen würde (was nicht der Fall ist), würde er immer noch nicht schimmern - weil sein Licht aus allen Winkeln ausstrahlt und kein stetiger Strom wie eine fokussierte Taschenlampe. Und obwohl Licht von Sternen durch die Schwerkraft anderer Sonnensysteme, Planeten und sogar anderer Galaxien gebogen wird, bleibt es gebogen. Es springt nicht wie eine Feder auf seinen ursprünglichen Weg zurück. Wenn es Sie erreicht, ist es daher ein stetiger Strom auf einem ziemlich geraden Weg von seinem letzten Biegepunkt.

Das Interessanteste an Ihrer Frage ist, dass Lichtteilchen auch von der Schwerkraft unserer Sonne und Erde beeinflusst werden. Das bedeutet, dass die Lichtteilchen des Sterns höchstwahrscheinlich in einer leichten Biegung sind, wenn sie unsere Augen erreichen, wenn wir auf dieser riesigen Gravitationskugel namens Erde stehen. Ich persönlich glaube, dass Planeten sowohl Lichtteilchen als auch Neutrinos elektromagnetisch anziehen. Aber das ist keine populäre Theorie.

Ich denke, Sie könnten daran interessiert sein, zu erfahren, wie unsere Augen funktionieren, wobei die Netzhaut ständig von Millionen von Lichtpartikeln aus verschiedenen Biegewinkeln getroffen wird. Alles, was wir sehen, ist auf Photonen zurückzuführen, die von Objekten abprallen und dann in unsere Augen gelangen, die Stäbchen und Zapfen haben, die sie in neuronales Sehen umwandeln. Obwohl die Partikel 100 Mal oder öfter von Dingen abprallen können, bevor sie unsere Augen erreichen, befinden sie sich auf einem direkten und geraden Weg vom letzten Objekt, von dem sie abprallten, und geben uns die unterschiedliche Farbe dieses Objekts. Etwas komplizierter wird es mit der Vorstellung von Lichtteilchen, die in Wellen austreten, aber es ist alles relevant.

Gravitation „krümmt“ Licht, mit der Relativitätstheorie vorhergesagt und anschließend beobachtet: Wie erreichen Gravitation und Gravitationswellen diesen Effekt?

Ich verstehe die Frage als eine Frage, die sich auf die Allgemeine Relativitätstheorie (GR) bezieht, die eine völlig klassische Theorie ist, und nicht auf eine (bisher fehlende) Theorie der Quantengravitation.

Der Standpunkt der Allgemeinen Relativitätstheorie ist, dass frei fallende Referenzrahmen echte Trägheitsrahmen sind (dh wo Newtons erstes Gesetz gilt). Von innerhalb eines frei fallenden Rahmens betrachtet, geht Licht also auf einer geraden Linie: Eine Person in einem frei fallenden Aufzug sieht einen geraden Lichtstrahl. Dann sieht eine andere Person, die außerhalb des frei fallenden Aufzugs auf festem Boden steht, eine Biegelinie.

Aus dem Obigen ist klar, dass alles, was ein Gravitationsfeld hat, Lichtstrahlen beugt. Massen kommen eindeutig mit einem Gravitationsfeld. Und wegen der Äquivalenz von Masse und Energie$E=m c^2$, alles was Energie hat, hat auch ein Gravitationsfeld.

Allerdings ist die Energiedichte einer Gravitationswelle winzig . Der Biegeeffekt wird also gering sein.

Dennoch kann das von Ihnen angesprochene "Schimmern" beobachtet werden, wenn die Gravitationswellen riesig sind: genau das hat LIGO mit Gravitationswellen gemacht, die aus der Verschmelzung von Schwarzen Löchern stammen.

Gravitation „krümmt“ Licht, relativitätstheoretisch vorhergesagt und anschließend beobachtet: Wie erreichen Gravitation und Gravitationswellen diesen Effekt,

Physiker hoffen, dass die Schwerkraft ähnlich wie die anderen drei Kräfte quantisiert wird und dass Gravitationswellen ein Zusammenfluss von Gravitonen sind. Es gibt die klassische allgemeine Relativitätstheorie, bei der Photonen/Licht der Verzerrung des Spannungsenergietensors aufgrund einer Gravitationsquelle eines Sterns, der geodätischen und der Biegung folgen. Aus quantenmechanischer Sicht interagieren die Photonen mit virtuellen Gravitonen und ändern ihre Richtung in Biegung.

und sollte dieser Effekt nicht überall dort vorhanden sein, wo die Schwerkraft ist,

Überall dort, wo Schwerkraft herrscht, wird es im QM-Rahmen eine Photon-Graviton-Wechselwirkung geben, aber sie wird von höherer Ordnung sein und die Gravitationskonstante ist sehr, sehr klein.

Sollte es zum Beispiel nicht einen "Schimmereffekt" geben, wenn entfernte Sterne / Galaxien beobachtet werden, wenn ihr emittiertes Licht hin und her "gebogen" wird (wie Hitzewellen-Schimmer)?

Das Photon/Licht krümmt sich, wenn es sehr nahe an Gravitationsquellen vorbeigeht, aber die Wahrscheinlichkeit, die Richtung zufällig zu ändern (Schimmern), ist sehr sehr gering, aufgrund der Gravitationskonstante nicht nachweisbar.

Das LIGO-Experiment verfügt über eine enorme räumliche Genauigkeit, sodass es kleine Verzerrungen des Raums durch eine vorbeiziehende Gravitationswelle erkennen kann, die das Laserlicht des Experiments beeinflussen. Diese Bedingungen gelten nicht für allgemeines Sternenlicht. Die Gravitationswelle des LIGO-Experiments wird von echten Gravitonen aufgebaut, die die Gravitationswelle aufbauen (natürlich unter der Annahme einer Quantisierung der Gravitation analog zu den anderen drei Kräften). Die Wechselwirkungen des Lichts beim Umlenken von Sternen werden durch den Austausch von virtuellen Gravitonen, dem Gravitationsfeld, bewirkt. LIGO ist ein Gravitationswellendetektor.