Erzeugen Gravitationswellen ein umgebendes Schwerefeld?

Masselose Lichtstrahlen erzeugen ein umgebendes Gravitationsfeld. Ein massives Teilchen bewegt sich darauf zu und wird gleichzeitig in Richtung der Strahlgeschwindigkeit mitgerissen.
Aber was passiert um einen Gravitationsstrahl herum? Wird die Raumzeit genauso verzerrt wie um einen Lichtstrahl mit vergleichbarer Energie? Im Lichte der allgemeinen Relativitätstheorie enthält die Welle keine Teilchen (es ist nur eine Verzerrung der Raumzeit, die sich fortbewegt), wie kann sie also Energie enthalten? Oder ist die Energie in der Krümmung der Raumzeit selbst enthalten?
Vielleicht sollte meine Frage also lauten: Enthält die leere (klassische) gekrümmte Raumzeit Energie?

Antworten (1)

Um nur den zweiten Teil Ihrer Frage zu beantworten: Ja, gekrümmte „leere“ Raumzeit hat Energie-Impuls. Dies folgt unmittelbar aus den Feldgleichungen von GR. In der Tat ist dies ziemlich intuitiv offensichtlich, wenn Sie an Gravitationswellen denken, die Krümmungen der „leeren“ Raumzeit sind. Zum Beispiel war die von GW150914 erzeugte Gravitationsstrahlung ungefähr 5 × 10 47 J – etwa 3 Sonnenmassen wert (oder ca 10 32 Megatonne Kernwaffenwert). All diese Energie wurde in der Raumzeitkrümmung weggetragen.