Wir alle kennen den Gravitationslinseneffekt. Aus der Analogie der Struktur der Raumzeit, die verwendet wird, um dieses Konzept Laien wie mir zu erklären, verstehe ich, dass Licht der Krümmung der Raumzeit folgt.
Nach demselben Gedankengang würden Gravitationswellen dazu führen, dass sich die Raumzeit ausdehnt und zusammendrückt. Würde es den Weg des Lichts in irgendeiner Weise beeinflussen?
Gravitationswellen beeinflussen den Weg des Lichts. Tatsächlich funktioniert LIGO so.
Gravitationswellen bewirken, dass sich der Raum nur in den Richtungen quer (senkrecht) zu ihrer Bewegung ausdehnt und schrumpft. Nehmen wir an, dass die beiden Arme von LIGO auf die ausgerichtet sind Und Richtungen. Eine Gravitationswelle, die sich in der Richtung bewirkt, dass der Raum in der verzerrt wird Und nur Richtungen. Wenn die Welle den Detektor passiert, dehnt sich die "Spitze" der Welle maximal in eine Richtung aus ( ) während das andere verkleinert wird ( ). Das "Tal" wird das Gegenteil tun: schrumpfen beim Strecken .
Aufgrund der Raumdehnung und -schrumpfung legt das Laserlicht in den beiden Armen des Detektors unterschiedliche Strecken zurück. Diese relative Weglängenänderung verursacht das Interferenzmuster, das LIGO erkennt.
Wie @eri betont, bewegen sich die beiden mit der gleichen Geschwindigkeit, wenn sich das Licht in die gleiche Richtung wie die Gravitationswelle bewegt. Das Licht bemerkt keine periodischen Änderungen im Raum, da es sich immer an der gleichen Stelle auf der Welle befindet (Berg, Tal, irgendwo dazwischen).
Wenn Licht eine nicht parallele Richtung relativ zur Wellenausbreitung durchläuft, erfährt es Änderungen in der Form des Raums. Diese Änderungen werden die Ankunftszeiten von Photonen leicht beeinflussen, aber nicht sehr stark.
Ja, ohne in die Berechnung einzusteigen, sollte der Lichtweg beeinflusst werden, da die Gravitationswelle eine Störung in der Raumzeitmetrik ist. Wenn die Metrik gestört wird, wird die geodätische Gleichung beeinflusst (die die Bewegung aller Teilchen und Photonen in der Raumzeit regelt).
Das einzig Knifflige ist die Tatsache, dass sich GW mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet; Wenn sich also die "Wellenfront" in die gleiche Richtung wie Photonen bewegt, überholen sie sich niemals gegenseitig, und vom Beobachter im Unendlichen aus gesehen wird GW, das hinter Photonen zurückbleibt, immer hinter Photonen zurückbleiben, da sie sich im Weltraum mit derselben Geschwindigkeit bewegen. Wenn Licht entlang GW „reitet“, dann sollte der Beobachter im Unendlichen sehen, dass Lichtpfade auf die gleiche Weise beeinflusst werden, wie die Raumzeit gekräuselt wird. Aber örtliches Licht kann GW wahrscheinlich nicht "fühlen".
Wäre schön, dies explizit zu berechnen - ich kenne mich mit GW selbst nicht so gut aus.
Wahrscheinlich wäre es von Vorteil, zuerst die Schwerkraft und Gravitationswellen (GW) zu vergleichen, wenn sie das Gravitationsfeld der Erde passieren.
Um Schwerkraft und GW zu vergleichen, können Sie die Schwerkraft als eine permanente Senke im Weltraum betrachten, während GW eine sich bewegende Welle im Weltraum ist.
Wo immer diese Welle vorbeizieht, verändert sie minutiös und vorübergehend die Form der permanenten Senke. Dh es verändert die Schwerkraft etwas (je nach Stärke von GW). Dann würde die Form des Eintauchens (Schwerkraft) in ihren dauerhaften Zustand zurückkehren, nachdem das GW vergangen ist.
Daher sollte es sich für die betroffene Zeit auf Lichtgeschwindigkeit, Zeit, Wellenlänge usw. auswirken. Denn all dies wird durch die Stärke der Schwerkraft beeinflusst.
Wie viel - Das muss von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt worden sein, vielleicht kann jemand anderes das quantifizieren.
Papa Kropotkin