Wie breitet sich die Gravitation entlang der gekrümmten Raumzeit aus?

In diesem Wikipedia-Artikel wird beschrieben, wie ein Lichtstrahl mit seiner lokal konstanten Geschwindigkeit "schneller als Licht" reisen kann. Das heißt, es legt eine Strecke zurück, die aus speziell relativistischer Sicht überraschend groß ist.

Ich frage mich, ob sich eine Gravitationswelle auf einer so gekrümmten Raumzeit (von der die Welle tatsächlich ein Teil ist) gleich verhält.

Reitet eine Gravitationswelle ebenso wie Licht auf der expandierenden Raumzeit? Beeinflussen die Nichtlinearitäten der Gravitations-Gravitations-Wechselwirkung die Ausbreitung einer Welle (wie zB eines Plasmas) derart, dass Licht und Gravitation effektiv nicht gleich schnell sind?

Wenn ich in diesem Szenario des expandierenden Universums ein schnelles Signal senden möchte, auf welche Weise entscheide ich mich dafür, es zu senden?

Ich nehme an, die eigentliche Frage, die Sie haben, ist, ob es eine Rückreaktion gibt. Genauer gesagt könnte man erwarten, dass sich diese Wellen im Grenzbereich kleiner Gravitationswellen auf einem statischen Hintergrund mit Geschwindigkeit ausbreiten würden C . Ich kann nur sagen, dass dies in GR der Fall ist --- Einzelheiten finden Sie in einem der Lehrbücher. Ich nehme an, von der Dimensionsanalyse würde man nichts anderes erwarten, solange die Wellenlänge über der Plank-Skala und unter dem Krümmungsradius des zugrunde liegenden statischen Hintergrunds lag.
@genneth: Ja, das ist genau meine Frage. (Ich kann nicht einmal sehen, wie die Frage anders gelesen werden kann, die Antworten erklären Punkte in Bezug auf lokal konstante Geschwindigkeit und schneller als Licht, auch wenn beides in der ersten Zeile meines Beitrags darauf hingewiesen wird. Im Fragenabschnitt betone ich die Gravitation. Gravitationswechselwirkung und geben das Plasmaanalog.) Ich verstehe jedoch noch nicht, wie Sie von der Dimensionsanalyse auf eine reine lineare Ausbreitung schließen.
Sie erhalten keine lineare Dispersion aus der Dimensionsanalyse (zumindest ich nicht) --- Sie gehen zum vollen GR und berechnen die Ausbreitung kleiner Wellen auf einem Hintergrund --- dies ist in Lehrbüchern zu finden. Die Frage, in welchen Regimen dies eine gute Näherung darstellt, wird/kann durch Dimensionsanalyse beantwortet werden.
+++ Nur als Kommentar, ich betrachte diese Frage nicht als beantwortet.

Antworten (2)

Es ist wichtig, noch einmal zu betonen, dass sich im wahrsten Sinne des Wortes nichts schneller als das Licht fortbewegt. Es ist nur so, dass sich das Universum ausdehnt, so dass das Objekt, das das Signal gesendet hat, gemessen mit dem heutigen Lineal, weiter entfernt ist als die Lichtgeschwindigkeit mal dem Alter des Universums. Sie können jedoch keine Signale von zu weit entfernten Objekten empfangen – wir können nur mit Objekten innerhalb unseres Horizonts kommunizieren .

Alle obigen Überlegungen gelten auch für Gravitationswellensignale, die sich ebenfalls mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.

Ja, ich dachte, Klammern und die Sätze "das heißt" und "aus spezieller relativistischer Sicht" würden das genug betonen. Auf jeden Fall danke für die Antwort, obwohl ich eigentlich überrascht bin, dass es aufgrund von Nichtlinearität keine Rückkopplungseffekte geben soll.
@NickKidman Die Nichtlinearität spielt keine Rolle, da die Gravitationswellen, die große Entfernungen zurücklegen, kleine Störungen der Gesamtmetrik sind.

Die Lichtgeschwindigkeit ist nur lokal invariant. Wenn Sie beispielsweise einen Lichtstrahl beobachten, der auf einen Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs fällt, werden Sie feststellen, dass er langsamer wird, und wenn Sie unendlich lange warten, sehen Sie, wie er am Ereignishorizont stoppt. Ob sich die Lichtgeschwindigkeit wirklich ändert, hängt von Ihrer Sichtweise ab. Ich würde sagen, es ist nur Ihre Wahl der Koordinaten, die es so aussehen lässt, als würde es sich ändern, aber die Meinungen werden unterschiedlich sein.

Jedenfalls ist das „schneller als C "Bewegung, auf die in Ihrem Link verwiesen wird, ist insofern ähnlich, als es um Geometrie und die von Ihnen verwendeten Koordinaten geht. Da es sich nur um Geometrie handelt, werden Gravitationswellen auf die gleiche Weise beeinflusst wie Licht, ebenso wie alles, was sich im Raum ausbreitet einschließlich Objekte mit einer Ruhemasse ungleich Null.

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