Fani radzieckiej fantastyki
naukowej z całą pewnością pamiętają kobylastą powieść Siergieja Sniegowa pt. „Dalekie szlaki”, w której wojny gwiezdne
toczone są przy pomocy broni ukierunkowanych energii, broni anihilacyjnej i
broni grawitacyjnej. O ile ziemska broń anihilacyjna mogła być używana przy
prędkościach progowych i ponadprogowych, to dwie pozostałe mogły być używane
tylko podprogowo, tzn. kiedy v ≤ c. I w tzw. null były one bezużyteczne. Cały problem polega na tym, jak to
działa – czy prędkość fali grawitacyjnej jest równa prędkości światła i czy
prędkość propagacji jest wyższa (a jeżeli tak, to o ile?) od prędkości światła.
W klasycznych teoriach grawitacji
zmiany pola grawitacyjnego propagują z v = c. Zmiana rozkładu energii i pędu
materii skutkuje późniejszą zmianą na odległość wytwarzanego przez nią pola
grawitacyjnego. W sensie relatywistycznym „prędkość grawitacji” odnosi się do
prędkości fali grawitacyjnej, która, zgodnie z przewidywaniami ogólnej teorii
względności i potwierdzona obserwacjami połączenia gwiazd neutronowych
GW170817, jest taka sama jak prędkość światła.[1]
Niedawno naukowcy dokonali
przełomowych odkryć, które pozwoliły im stwierdzić, że grawitacja nie działa
natychmiastowo, jak sądził Newton, lecz rozprzestrzenia się z prędkością
światła.
Prędkość grawitacji, podobnie jak prędkość światła, jest jedną z
podstawowych stałych we Wszechświecie. Do czasu pojawienia się astronomii fal
grawitacyjnych nie mieliśmy możliwości bezpośredniego pomiaru prędkości
grawitacji. (Neil Cornish, fizyk z Montana State University)
Naukowcy obserwowali gwiazdę
neutronową, emitującą fale grawitacyjne i promieniowanie elektromagnetyczne, a
także promieniowanie gamma. Jednoczesna emisja zarówno fal grawitacyjnych, jak
i światła o tym samym pochodzeniu umożliwiła naukowcom ustalenie ograniczeń
prędkości grawitacji, które są w wielu przypadkach bardziej rygorystyczne niż
te, które można ustalić za pomocą samych fal grawitacyjnych.
Kiedy źródło emituje zarówno fale
grawitacyjne, jak i światło, naukowcy mogą zmierzyć różnicę (jeśli istnieje) w
czasach nadejścia dwóch różnych typów sygnałów za pomocą jednego detektora.
Później naukowcy porównali
sygnały wykryte przez dwa detektory LIGO oddalone od siebie o 1800 mil/2880 km:
jeden w Hanford, WA, a drugi w Livingston, LA.
Naukowcy zauważyli, że możliwe jest
znaczne poprawienie pomiarów prędkości grawitacji przy użyciu źródeł, które
emitują tylko fale grawitacyjne. Pomiary mogą poprawić się do 1% prędkości
światła.
Cornish powiedział:
Wiele alternatywnych teorii grawitacji, w tym te, które zostały
przywołane w celu wyjaśnienia przyspieszonej ekspansji Wszechświata,
przewiduje, że prędkość grawitacji różni się od prędkości światła. Kilka z tych
teorii zostało teraz wykluczonych, ograniczając w ten sposób sposoby, w jakie
teoria Einsteina może być rozsądnie modyfikowana, i czyniąc ciemną energię
bardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem przyspieszonej ekspansji.
W tym filmie pokazuję, jaka jest
prędkość grawitacji, a następnie pokazuję, co się stanie, jeśli słońce nagle
zniknie. Co by się stało z orbitami planet? Następnie mówię o tym, dlaczego
niektórzy ludzie mówią, że grawitacja jest natychmiastowa, a niektórzy
twierdzą, że tak nie jest. Oprogramowanie, którego użyłem w filmie, nazywa się
Universe Sandbox 2.
Przekład z angielskiego - ©R.K.F. Leśniakiewicz
