Brauchen die mit den Gravitationswellen emittierten Photonen mehr Zeit, um die Erde zu erreichen, als die nach ihnen emittierten?

Im Vakuum, dh ohne Materie und elektromagnetische Wechselwirkungen, folgen Photonen und Gravitationswellen denselben Geodäten (wenn Gravitonen tatsächlich masselos sind... Nehmen wir es an, denn wir haben keine starken Beweise für das Gegenteil). Photonen werden bei ihrer Ausbreitung nicht von den durch die Wellen verursachten Kräuselungen und Dehnungen in der Raumzeit beeinflusst, weil sie mit ihnen reisen. Es gibt keine vorderen Kreuzungen.

Sie können sich das vorstellen, indem Sie die Photonen wie ein Surfer betrachten, der auf einer Welle reitet; Wenn er sich mit der Welle bewegt, das heißt, er ruht in Bezug auf die Welle, und er führt keinen Trick oder seltsamen Weg aus, ist der Raum, den er zurücklegt, genau derselbe, als ob das Meer ruhig wäre. Er misst nicht die Neigung und die Krümmungen der Wasseroberfläche, die die Weglänge gegenüber ruhiger See ausmachen und erhöhen würden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, abgesehen von der elektromagnetischen Wechselwirkung der Photonen mit dem interstellaren Medium, Photonen, die sich im Tandem mit den Gravitationswellen bewegen, und diejenigen, die später von derselben Quelle ausgehen, genau die gleiche Zeit brauchen, um uns zu erreichen.

BEARBEITEN: Beachten Sie auch, dass die Dehnungseffekte von Gravitationswellen nur quer (zumindest in der Allgemeinen Relativitätstheorie) zur Ausbreitungsrichtung der Wellen sind. Somit wird ein Lichtstrahl, der sich in dieselbe Richtung bewegt, nicht durch einen Effekt der Ausdehnung/Kompression der Raumzeit beeinflusst. Das ist in der Tat das Arbeitsprinzip von laserinterferometrischen Detektoren: Messen Sie die Interferenz zweier orthogonaler Lichtstrahlen.

Sie haben Recht - es würde länger dauern, bis Licht (und Schwerkraft und alles andere) die Reise während des Ereignisses zurücklegen als danach. Aber der Effekt ist winzig, da Gravitationswellen den Raum in praktisch gleichen Beträgen schrumpfen und ausdehnen – und im linearen Regime – in dem die Wellen praktisch die gesamte Reise durchlaufen, erfolgt die Kompression und Expansion senkrecht zur Bewegungsrichtung.

Nur wegen des nichtlinearen Verhaltens der Allgemeinen Relativitätstheorie kommt es zu einer sehr geringen Gesamtzunahme der Zeit. Ich weiß nicht, wie lange es dauern würde, aber etwa 99 % der zusätzlichen Verzögerung würden in den ersten Millionen Kilometern nach dem Ereignis auftreten. Selbst wenn der Effekt also sagen wir 1 % über die erste Million km betragen würde, würde das nur zusätzliche (Licht braucht 3 Sekunden, um eine Million km zurückzulegen) 0,03 Sekunden bedeuten. Dann praktisch nichts für die nächsten Milliarden Reisejahre. Diese Zahlen dienen nur zur Veranschaulichung - ich bin sicher, dass jemand die Berechnung irgendwo durchgeführt hat.

Nach einer Million Kilometer Reise sind die Gravitationswellen weit im linearen Bereich und der Effekt verwandelt sich von einem kleinen Effekt in eine völlig vernachlässigbare winzige Menge.

Also 1,3 Milliarden Jahre für Lichtreisen ohne das Ereignis und 1,3 Milliarden Jahre + 0,03 Sekunden für Lichtreisen im Ereignis.

Bitte beachten Sie, dass die 0,03 Sekunden nichts weiter als eine vollständige Schätzung sind, ich würde gerne die tatsächliche Zahl sehen.

Gravitationswellen werden nur dann wie die sauberen linearen vollständig transversalen Wellen aussehen, wenn man aus dem intensiven Emissionsbereich herauskommt.