Varför färdas gravitationen med ljusets hastighet?

Två stjärnors döda kärnor kolliderade för 130 miljoner år sedan i en galax något långt borta.

Kollisionen var så extrem att den orsakade en rynka i rymden - en gravitationsvåg. Den gravitationsvågen och ljuset från stjärnexplosionen färdades tillsammans över kosmos. De anlände till jorden samtidigt klockan 06:41 österut den 17 augusti.

Händelsen ledde till världsomspännande rubriker som gryningen av "multimessenger-astronomi". Astronomer hade väntat en generation på detta ögonblick. Men det var också den första direkta bekräftelsen någonsin på att gravitationen färdas med ljusets hastighet.

Tyngdhastigheten

Vi vet alla att ljus följer en hastighetsgräns - ungefär 186 000 miles per sekund. Ingenting färdas snabbare. Men varför ska gravitationen färdas med samma hastighet?

Den frågan kräver ett snabbt dyk in i Albert Einsteins allmänna relativitetsteori, eller gravitationsteori - samma teori som förutspådde gravitationsvågor för ett sekel sedan.

Einstein störtade Isaac Newtons idé om "absolut tid". Newton trodde att tiden marscherade vidare överallt i samma takt - oavsett hur vi dödliga uppfattade det. Det var orubbligt. Enligt den tankegången är en sekund på jorden en sekund nära ett svart hål (som han inte visste fanns).

Newton trodde också att gravitationen verkade omedelbart. Avståndet spelade ingen roll.

Allt är relativt

Men sedan visade Einstein att tiden är relativ. Det förändras med hastighet och i närvaro av gravitation. En av följderna av det är att du inte kan ha samtidiga handlingar på avstånd. Så information av vilket slag som helst har en ändlig hastighet, oavsett om det är en foton - den ljusbärande partikeln - eller en graviton som bär tyngdkraften.

"Inom relativitetsteori finns det en 'informationshastighet' - den maximala hastigheten som du kan skicka information från en punkt till en annan", säger University of Wisconsin-Milwaukee fysiker Jolien Creighton, expert på allmän relativitet och medlem av LIGO-teamet som första fläckiga gravitationsvågor.

Creighton förklarar att inom elektromagnetism, när du skakar en elektron, skapar det en förändring i det elektriska fältet som sprider sig med ljusets hastighet. Tyngdkraften fungerar på samma sätt. Skaka en massa och förändringen i gravitationsfältet - gravitationsvågen - fortplantar sig med samma hastighet.

"Så det faktum att gravitationsvågornas hastighet är lika med hastigheten för elektromagnetiska vågor beror helt enkelt på att de båda färdas med informationens hastighet", säger Creighton.

Det finns ett enkelt sätt att föreställa sig detta också. Tänk att solen försvann just nu. Jorden skulle inte bara driva ut i rymden direkt. Efter åtta minuter skulle jorden mörkna och samtidigt trycka av i en rak linje.

relaterade inlägg

NASA har oväntat bekräftat att det finns en nymåne på jorden

Jorden har gömt en liten hemlighet för sin partner, månen. Det visar sig att jorden har haft en "mini-måne" på sidan i över ett sekel, och...

Video: Du kan nu direkt känna den massiva universumsexplosionen

En spöklik "hand" som sträcker sig genom kosmos har precis avslöjat ny information om massiva stjärnors våldsamma dödsfall. Den spektakulära strukturen är utstötningen från en kärnkollaps supernova,...

Forskare skapar ett nytt NASA-framdrivningssystem som kommer att flyga människor till Mars på bara 45 dagar

Ett av de svåraste problemen att ta itu med för att befolka Mars är hur man snabbt kan fylla på människor på den röda planeten. Till det målet, en...

Två år efter att den försvann upptäcktes en GoPro-kamera med otroliga rymdbilder av jorden

Fem vänner i Arizona planerade att skicka upp en GoPro, en videokamera och en telefon i en väderballong för att spela in lite rymden. Bryan Chan,...

Res genom 2 500 ljusår in i konnebulosan i denna fantastiska video av VLT

I den här videon tar The Very Large Telescope i Chile dig på en resa över 2 500 ljusår in i stjärnbilden Monoceros, och erbjuder en unik utsikt...

Merkurius är inte längre världen som ligger närmast solen

Med hjälp av den kraftfulla 570-megapixel Dark Energy Camera (DECam) i Chile upptäckte astronomer för bara tio dagar sedan en asteroid med den kortaste omloppstiden av någon känd asteroid...

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte att publiceras. Obligatoriska fält är markerade med *