Bewegen sich Gravitationswellen schneller als Licht?

Es ist eine unglaublich irreführende Aussage, also bist du es nicht.

Gravitationswellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, daher wird erwartet, dass ihre Erfassung durch erdgebundene Detektoren mit der Ankunft von Licht von entfernten Ereignissen korreliert, vorausgesetzt, die Quelle der Lichterzeugung ist identisch (nicht räumlich oder zeitlich getrennt) mit der Quelle der Gravitation Störung.

Im Falle einer Supernova handelt es sich eigentlich um einen dynamischen Prozess und nicht um das Umlegen eines Schalters, und so kann die Änderung der Stärke der Lichtemission tatsächlich mehrere Stunden nach dem Beginn des Zusammenbruchs des Sternkerns – der Detektion – hinterherhinken Gravitationswellen könnten es uns ermöglichen, dieses mehrstündige Fenster "zurückzukaufen", indem wir die durch den Kernkollaps erzeugten Gravitationswellen erkennen, anstatt auf die Zunahme der Lichtstärke warten zu müssen. Hier gibt es keine Unterbrechung, nur schlampige Berichterstattung.

In vielen Fällen schließen wir jedoch, dass Gravitationsereignisse oder Einflüsse stattgefunden haben oder existieren, indem wir Zeuge einer Bewegungsänderung von lichtemittierenden (oder reflektierenden) Objekten werden, die direkt von dem Ereignis/Einfluss betroffen sind – denken Sie an ein supermassereiches Schwarzes Loch in einem galaktischen Zentrum wir können ihn nicht direkt beobachten, aber aus der Bewegung von Sternen in seiner Nähe auf seine Existenz schließen. Oder das Orbitalverhalten von Neptun, das auf andere massive Objekte hindeutet, die in unserem Sonnensystem noch zu finden sind.

Abhängig von der Art des Ereignisses müssen wir möglicherweise darauf schließen, dass beispielsweise eine Verschmelzung von Schwarzen Löchern stattgefunden hat, indem wir die Bewegungsänderungen von Objekten beobachten, die wir mit herkömmlichen Teleskopen sehen können. Dies führt zusätzlich zur normalen Lichtgeschwindigkeitsverzögerung zu einer Zeitverzögerung, an die wir gebunden sind, wenn wir in den Nachthimmel schauen:

Der Gravitationseinfluss muss sich mit Lichtgeschwindigkeit vom Ort des Ereignisses zu dem lichtemittierenden Objekt bewegen, das wir beobachten können, und dann muss das Licht von diesem Objekt zu unseren Teleskopen gelangen, wiederum mit Lichtgeschwindigkeit. In dem Moment, in dem das Ereignis stattfand, hatte das Licht des Objekts, das wir mit unseren Teleskopen beobachten, die Störung noch nicht gespürt, daher muss eine zusätzliche Verzögerung in der Erkennungszeit berücksichtigt werden – wir beobachten das Schwarze Loch nicht wirklich In diesem Beispiel beobachten wir ein Ersatzobjekt.

Die Fähigkeit, Gravitationswellen zu erkennen, könnte es uns ermöglichen, diese zusätzliche Verzögerung „zurückzukaufen“, indem wir jetzt „direkt“ die auslösenden Ereignisse beobachten … natürlich gebunden an die Lichtgeschwindigkeit.

Peter A. Schneider hat in den Kommentaren bereits die richtige Antwort gegeben.

Bewegen sich Gravitationswellen schneller als Licht? Nein, Gravitationswellen breiten sich auch im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit aus .

Allerdings ist das interstellare Medium nicht vollkommen leer, sondern voller Plasmen, die elektromagnetische Wellen (Licht, Radio) um den Faktor n , den Brechungsindex, verlangsamen. Die Verlangsamung tritt auf, weil die Photonen absorbiert und wieder emittiert werden, was einige Zeit in Anspruch nimmt. Soweit ich weiß, werden Gravitationswellen nicht absorbiert und reemittiert und bewegen sich daher im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit c , im Gegensatz zu EM-Wellen, die sich mit einer Geschwindigkeit c/n ausbreiten .

Am Ende dieses Links finden Sie ein Beispiel, wie Sie den Brechungsindex im Weltraum für Radiowellen berechnen können: Link (Bearbeiten: Bitte beachten Sie, dass der Link eine andere Definition des Brechungsindex verwendet,$\mu$= 1/n).

Bedeutet dies also, dass Gravitationswellen uns vor Licht aus einer Quelle erreichen? Ja.

GW wird aus den in anderen Antworten genannten Gründen eine Vorankündigung geben. Der eigentliche Nutzen wird jedoch nur dann realisiert, wenn die Richtung von GW ausreichend zielgerichtet ist. Andernfalls ist der Weltraum so groß, dass eine grobe Richtung nicht sehr hilfreich sein wird, um die leuchtenden Ereignisse zu beobachten, selbst wenn wir stundenlang im Voraus benachrichtigt werden.

Wäre es besser, als das Teleskop lange Zeit in eine einzige Richtung gerichtet zu halten und darauf zu warten, dass solche Ereignisse aus seiner Sicht eintreten, wie sie es heute tun? Hängt von der Genauigkeit der Erkennung der Richtung von GW ab.

Dann wird es ein weiteres Phänomen geben, das das Wasser trüben wird – Gravitationslinseneffekt.

Es ist kein Fehler. Gravitationswellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus.

Wissenschaftler können Schwarze Löcher nicht direkt mit Teleskopen beobachten, die Röntgenstrahlen, Licht oder andere Formen elektromagnetischer Strahlung erkennen. Wir können jedoch auf das Vorhandensein von Schwarzen Löchern schließen und sie untersuchen, indem wir ihre Wirkung auf andere Materie in der Nähe feststellen.

Schwarze Löcher von science.nasa.gov

Um die Verschmelzung von Schwarzen Löchern direkt mit Teleskopen zu beobachten, müsste man die Veränderungen in der nahe gelegenen Materie beobachten, die Licht aussendet. Da es einige Zeit dauert, bis die Änderung des Gravitationsfeldes auf die umgebenden Objekte wirkt, werden diese Änderungen ab dem Moment der Verschmelzung zeitlich verzögert.

Dasselbe gilt für eine Supernova. Eine große Aktivität im Kern einer Supernova könnte Gravitationswellen erzeugen, die auf der Erde nachweisbar sind. Es braucht Zeit, bis diese neu erzeugten Wellen Bewegungen der umgebenden Objekte hervorrufen, die Licht emittieren. Ganz zu schweigen davon, dass die Bewegungen der umgebenden Objekte groß genug sein müssen, um auf der Erde wahrnehmbar zu sein. Mit anderen Worten, es gibt eine Verzögerung zwischen der Erzeugung von Gravitationswellen und den Bewegungen der umgebenden hellen Objekte.