Es ist allgemein bekannt, dass Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie erklärt, wie Gravitationseffekte aus der Ferne augenblicklich auftreten. Masse verzerrt die Raumzeit und so folgen Objekte in dieser verzerrten 4D-Raumzeit einfach geraden Linien. Aber mit welcher „Geschwindigkeit“ verzerrt sich die Raumzeit?
Gedankenexperiment: Angenommen, ein Elektron bewegt sich laut einem Beobachter auf einer geraden Linie durch den Raum. Zum Zeitpunkt t, laut unserem Beobachter genau 1 Lichtjahr vom Elektron entfernt, wird ein massives Objekt abgeworfen, das die Raumzeit verzerrt. Zu welcher Zeit nach t ändert sich die Bahn des Elektrons, um der neuen geodätischen und „Kurve“ in Bezug auf unseren Beobachter zu folgen?
Sie könnten das Gedankenexperiment zum Entfernen von Masse umkehren, was in unserem Universum vielleicht häufiger auf makroskopischen Skalen vorkommt.
Störungen in einem Gravitationsfeld breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Das heißt, die „Krümmung“ der Raumzeit breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus.
Die Lichtgeschwindigkeit, lokal im Vakuum gemessen, ist immer c. Aber wenn Sie einen Weg finden, die Lichtgeschwindigkeit von hier aus irgendwo anders bei einem anderen Gravitationspotential zu messen, werden Sie sagen, dass die Geschwindigkeit dort anders als c zu sein scheint. Wenn Sie jedoch dorthin gehen und die Messung durchführen, erhalten Sie genau c. Das ist alles auf die gravitative Zeitdilatation zurückzuführen – oder zumindest eng damit verwoben.
Die Bahn einer Gravitationswelle krümmt sich aufgrund der Gravitation genauso wie die Bahn einer Lichtwelle; die beiden bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit: immer c, wenn lokal gemessen. Ein „Warp“ – also eine sich ausbreitende Änderung im Gravitationsfeld – wird im 4-Raum so gekippt, dass die Änderung der lokalen Lichtgeschwindigkeit folgt.
Der einzige sinnvolle Weg, c zu messen, ist lokal, da der relative Wert von c zwischen hier und dort vom Gravitationspotential an den Orten abhängt, an denen es gemessen wird. Licht kann eine Milliarde Jahre brauchen, um zu Ihnen zu gelangen, wenn es sehr nahe am Horizont eines Schwarzen Lochs entsteht, das nur eine Million Lichtjahre entfernt ist. Und natürlich wird es in den Mikrowellenbereich rotverschoben.
Das Elektron würde die "Verkrümmung" des Weltraums spüren und sich 1 Jahr nach dem Abwurf der Masse auf einer neuen Geodäte bewegen. Das liegt daran, dass, wie S. McGrew sagte, die „Verzerrung“ sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt (da keine Information schneller als Lichtgeschwindigkeit reisen kann). Wenn die Masse entfernt wird, würde es in ähnlicher Weise 1 Jahr dauern, bis sich der Weg des Elektrons ändert (vorausgesetzt, sein Abstand zur Masse hat sich aufgrund der verwendeten Geodäte nicht geändert).
Antwort auf Kommentar: Während GR darauf hinweist, dass die Lichtgeschwindigkeit in einem Gravitationsfeld abnehmen kann, kann sie niemals zunehmen . Die SR postulieren, dass sich Informationen niemals schneller fortbewegen können, als das Licht noch gilt. Die Schwerkraft breitet sich nicht mit der durch das Gravitationspotential veränderten Lichtgeschwindigkeit aus, sondern mit der Geschwindigkeitsbegrenzung unseres Universums, was bei Abwesenheit von Gravitationsfeldern Lichtgeschwindigkeit ist. Das ist der Unterschied. Auch die von mir erwähnte Zeit (1 Jahr) entspricht dem Elektron. Sie könnten die Zeitdilatation berücksichtigen, aber kommen Sie schon: Wenn das Elektron 1 Lichtjahr entfernt ist und wir über Zeitskalen von bis zu einem Jahr sprechen, können wir es vollständig ignorieren, um eine völlig zufriedenstellende Antwort zu erhalten.
sichere Sphäre
sichere Sphäre