Die Geschwindigkeit von EM-Wellen unterscheidet sich von GWs?

Ich verstehe, dass sich Licht im Vakuum mit der Geschwindigkeit c ausbreitet, wenn es lokal gemessen wird. Diese Geschwindigkeit hat einen genauen Wert, keine Annäherung, da sie mit 299 792 458 m / s definiert ist.

Es ist ein exakter Wert, weil der Meter als die Entfernung definiert ist, die Licht in einer 1/299 792 458stel Sekunde zurücklegt.

Nun müssen sich gemäß SR alle Teilchen, die keine Ruhemasse haben, im Vakuum mit der Geschwindigkeit c bewegen, wenn sie lokal gemessen werden.

Dies gilt für Photonen (die die EM-Wellen aufbauen) und die (hypothetischen) Gravitonen (die GWs aufbauen). Sowohl Photonen als auch Gravitonen müssen sich also mit der Geschwindigkeit c fortbewegen. Sowohl EM-Wellen als auch GWs müssen sich mit dieser Geschwindigkeit im Vakuum fortbewegen, wenn sie lokal gemessen werden.

Theoretisch kann es also keinen Unterschied zwischen der Geschwindigkeit von EM-Wellen und GWs geben (vorausgesetzt, sie breiten sich beide im Vakuum aus).

Dann habe ich das gefunden:

http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aa920c/pdf

Und es spricht von einem experimentellen Beweis für einen Unterschied ungleich Null zwischen der Geschwindigkeit von EM-Wellen und GWs. Wie ist das möglich? Ich dachte, die Lichtgeschwindigkeit ist ein exakter Wert, und sie muss für alle masselosen Teilchen gelten.

Frage:

  1. Wie kann es experimentelle Beweise für einen Unterschied ungleich Null zwischen der Geschwindigkeit von EM-Wellen und GWs geben?
Kurzer Kommentar: "Weil der Meter als die Entfernung definiert ist, die Licht in einer Sekunde zurücklegt" - ich verstehe, was Sie damit meinen, aber die Aussage ist offensichtlich nicht wahr - ein Meter ist nicht 1 Lichtsekunde. Der Meter ist definiert als die Entfernung, die das Licht in 1/299792458tel einer Sekunde zurücklegt.
@ÁrpádSzendrei Das ist eine gute Frage, also habe ich positiv abgestimmt. Ich würde gerne sehen, wie bewiesen wird, dass sie auch ungleich Null sind. Letztendlich glaube ich, dass sich herausstellen wird, dass sie beide aus derselben Sache stammen oder dasselbe sind.
Nachdem ich mir die Zusammenfassung angesehen habe, scheint es, als würde dieses Papier davon sprechen, eine Obergrenze für den Geschwindigkeitsunterschied zwischen EM-Wellen und GWs einzuschränken (ziemlich streng bei 1 Teil in 10 15 ) und sagt nicht, dass es einen Unterschied in den Geschwindigkeiten gibt . Behauptet das Papier, später einen Unterschied ungleich Null in den Geschwindigkeiten gefunden zu haben? Man sollte meinen, dass eine solche Behauptung in der Zusammenfassung zu finden wäre.

Antworten (2)

Obwohl ich nicht den gesamten Artikel gelesen habe, könnten einige Details zur Antwort beitragen.

Theoretisch bewegen sich Licht und GW mit der gleichen Geschwindigkeit, aber das Medium, in dem sie sich bewegen, ist sehr unterschiedlich. Licht bewegt sich durch das aktuelle Medium im Raum. GW führen Veränderungen im Raum durch, die sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen. Während also GW nicht von einem Medium beeinflusst werden, ist Licht es.

Nun, da Sie erwarten würden, dass der Raum vollständig leer ist, ist dies nicht der Fall. Teilchen können sich aufgrund der Heisenbergschen Unschärferelation (kurzzeitig Energie leihen -> Masse für Teilchen-Antiteilchen-Paare erzeugen -> zeitlich zurückgeben (Vernichtung)) in Paaren von Teilchen und Antiteilchen bilden ). Dieser "füllt" das Vakuum mit virtuellen Teilchen, die ein effektives Medium bilden und die Lichtgeschwindigkeit verringern, wenn es zu Wechselwirkungen der Photonen und der virtuellen Teilchen kommt.

Da das Papier Licht beobachtet, das eine enorme Entfernung zurückgelegt hat, gab es genug Zeit für solche Wechselwirkungen, daher kommt das GW schneller an als die Photonen.

Denn GR ist nur eines von vielen Gravitationsmodellen. Aus der Beobachtung der großen Reichweite der Schwerkraft basiert die klassische GR auf der Masselosigkeit des Gravitons. GR ist die einzigartige Theorie masseloser Spin-2-Teilchen.

Aber man kann die Masselosigkeit aufgeben und die Folgen einer solchen modifizierten Gravitationstheorie studieren. Solche Modelle haben massive Gravitonen. Dies wird als massive Gravitation bezeichnet .

Die Geschwindigkeit von EM-Wellen unterscheidet sich von GWs?
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