Wie groß ist die tatsächliche Geschwindigkeit elektromagnetischer Strahlung im Weltraum?

Die Geschwindigkeit der EM-Strahlung ist sehr geringfügig geringer als C , weil der Weltraum kein Vakuum ist. Sprich EM reist an ( 1 − ε ) C .

Dies führt beispielsweise zu einer leichten Verzögerung zwischen dem Empfang einer Gravitationswelle und der Erkennung einer damit verbundenen EM-Emission des Körpers, der sie verursacht hat. Für ein etwa 130 Millionen Lichtjahre entferntes Objekt (GW170817) habe ich diese Verzögerung als alles zitiert gesehen 1,74 Sekunden (bzw ε ≈ 4 × 10 − 16 ) bis 27 Minuten (so ε ≈ 4 × 10 − 13 ). Ich bin sicher, dass diese Zahlen von allerlei interessanter Astronomie abhängen, die mit der Verschmelzung von Schwarzen Löchern und Gammastrahlenausbrüchen zu tun hat, aber der tatsächliche Wert von ε muss nichts davon wissen.

Deshalb frage ich hier, weil jeder, der an LIGO arbeitet, sicherlich unsere beste Schätzung für den Wert von kennen muss ε .

Nun ... der Weltraum ist auch weit davon entfernt, isotrop zu sein, also kann Licht durch einige "Wolken" gehen oder auch nicht. So erhalten Sie bestenfalls einen Kostenvoranschlag ϵ in eine bestimmte Richtung zu einer bestimmten Quelle. Ich würde mich mehr für die Berechnungen interessieren, wann ein EM-Ausbruch ausgelöst wird, im Vergleich zu dem Moment, in dem die beiden Körper verschmolzen sind, um die Gravitationswelle zu erzeugen.

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Ich glaube, diese Frage wurde in der Abhandlung Abbot, et. al., Gravitational Waves and Gamma-Rays from a Binary Neutron Star Merger: GW170817 and GRB 170817A , ApJ. Lett., 848:L13, 16. Oktober 2017.

"Wir verwenden die beobachtete Zeitverzögerung von ( + 1,74 ± 0,05 ) s zwischen GRB 170817A und GW170817, um: (i) die Differenz zwischen der Gravitationsgeschwindigkeit und der Lichtgeschwindigkeit so zu beschränken, dass sie dazwischen liegt − 3 × 10 − 15 Und + 7 × 10 − 16 mal die Lichtgeschwindigkeit, ..."

In Abschnitt 2.2 des Papiers diskutieren sie die Ungewissheit der Verzögerung zwischen GW- und GRB-Emission, die voraussichtlich einige Sekunden betragen wird. In Abschnitt 4 des Papiers berechnen sie den oben zitierten Bereich der Geschwindigkeitsunsicherheit. Sie verwenden konservativ 26 MPc, ihre Untergrenze für das 90% glaubwürdige Entfernungsintervall, und für die Obergrenze für die Geschwindigkeitsdifferenz nehmen sie an, dass GW und GRB gleichzeitig emittiert wurden, und verwenden die 1,74 s Δ T . Für eine untere Grenze der Gravitationsgeschwindigkeit gehen sie davon aus, dass die GRB 10 Sekunden nach dem GW emittiert wurden und ein schnelleres EM-Signal einen Teil des Unterschieds ausmachte.

Ich glaube, dass Röntgenstrahlen auch einige (~8-9) Tage später entdeckt wurden. Diese Verzögerung wurde der Zeit zugeschrieben, die die Stoßwelle der Fusion benötigte, um mit umgebender Materie zu interagieren. Ich konnte in den LIGO-Papieren keinen Hinweis auf das Eintreffen des Signals 27 Minuten nach der GW-Erkennung finden.

Danke - das ist eine ausgezeichnete Antwort. Ich denke, wenn Sie ein Experimentator sind, schließen Sie nicht aus, dass GW langsamer unterwegs ist als C ohne experimentellen Beweis. Persönlich bin ich bereit, Einsteins GR-Gleichungen zu vertrauen. Die 27 Minuten, übrigens, stammen aus der Pressemitteilung von LIGO GW170817 , die diese Zahl als „anfängliche Astronomen-Warnlatenz, bezogen auf den Zeitpunkt der Fusion“ anführt, aber ich weiß nicht genau, was das bedeutet.
@Adam Chalcraft, danke. Die Zeitachse ist in ihrem Papier "Multi-Messenger Observations ..." dokumentiert . Die Fusion erfolgte um 12:41:04 UTC und die GRB-Erkennung um 12:41:06 UTC. LIGOs erste Warnung an Astronomen war eine GCN-Mitteilung (Gamma-ray Coordination Network) um 13:08:16 UTC, etwa 27 Minuten später.

Angesichts der Tatsache, dass unterschiedliche Lichtfrequenzen oder Photonenenergien Ihre Wahl treffen und sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch dasselbe Medium bewegen, z. B. wird rotes Licht durch ein Glasprisma weniger und blaues Licht stärker verlangsamt, würden Signale mit höherer Energie anscheinend länger dauern den Beobachter zu erreichen, sei es kosmischer Staub, interplanetares/galaktisches Gas oder was auch immer.

Die einzige Möglichkeit zur Berechnung wäre die gleichzeitige Beobachtung eines einzelnen Pulses über mehrere synchronisierte Frequenzen. Anscheinend gab es bei GW170817, wie Sie erwähnt haben, einen beobachteten Gammastrahlenausbruch durch die Raumsonde Fermi und INTEGRAL 1,7 Sekunden nach dem von LIGO entdeckten Ereignis, aber soweit mir bekannt ist, war dies die einzige andere Beobachtung, die sofort erfolgte. Die meisten anderen Beobachtungen waren Teleskope, die dorthin gerichtet waren, nachdem sie vom GRB alarmiert worden waren

Aber wurde das GRB gleichzeitig mit dem GW emittiert? Denn wenige Sekunden Unterschied machen einen enormen Unterschied zum errechneten Wert aus ε .
Wie groß ist die tatsächliche Geschwindigkeit elektromagnetischer Strahlung im Weltraum?
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