引力的速度與光速差不多嗎?

心永遠強大


廣義相對論預言,引力波在空間中是以光速傳播,即今天產生了黑洞,需要一年時間才能對一光年外的星球產生影響。證明的方法就是探測引力波。2017年,天文學家首次探測到10億光年外中子星合併產生的巨大引力波,如果引力是超距作用,那麼應該先探測到引力波,再過10億年才能探測到電磁波,然而在探測到引力波後僅1.7秒就探測到電磁波。電磁波的速度已經確定是光速,所以引力波速度非常接近光速。不過有人解釋為中子星爆炸產生的某些碎片阻礙了電磁波的傳遞,導致電磁波晚了1.7秒,這樣就可以滿足廣義相對論。所以目前就認定引力波速度等於光速。


Alien老王


這個問題很重要:引力波和光波是宇宙中兩種波,但有相同的介質,就是中微子。

引力波是在一個點或一個小區域質量發生鉅變時擾動空闊產生的縱波,介質就是真空(中微子),象水波紋一圈一圈往外擴散。

光波的介質也是真空(中微子),光波是橫波:即時電場→即時磁場→即時電場……

上圖是引力波和光波的共同介質中微子的精細結構:正負電荷繞兩個引力子形成自耦合態。

光波是中微子在接收到1份能量h(普朗克常數)後就從自耦合態(∞)轉變為外耦合態(∝)連續在真空中傳遞1份能量。光速取決於光子一次波動所需的時間(普朗克時間)和一次波動產生的空間位移(普朗克空間)。光子一次波動的時間是固定的,但一次波動的位移跟空間密度(引力場強)成反比。若假定空間密度基本均勻光速就是恆定不變的。

引力波的空間擾動是從內圈中微子震盪向外傳遞,跟光波相比沒有真實能量從一個點傳遞到下一個點。

若假定中微子震盪的頻率與光子一次波動所需時間相同,那麼引力波的速度就等於光子傳播速度。

結論:引力波和光波異曲也不同工,都以中微子為介質,波速相同。


模糊黃金紅


引力傳播的速度是否真的完全等同於光速?

並非如此,引力輻射(而不是“引力”本身;在這裡我們也不討論靜電場的傳播速度)在真空中的傳播速度不需要完全與電磁波(比如光)相等。

然而,在愛因斯坦的廣義相對論中,二者是等同的。另一方面,在除此以外的幾乎所有替代重力的理論或廣義相對論的變型理論中,引力輻射和電磁波的傳播速度卻都存在著差異。雙度量引力理論是這些理論中一個龐大的族群。這類理論中,引力輻射的速度取決於所採用的時空度量方式,一種不同於電磁波輻射的時空幾何。

引力波事件GW170817非常壯觀,某種程度上就是因為當時引力輻射伴隨著許多種電磁輻射(可見光、無線電波、X射線等等)在同一時間爆發。這次爆發大約在1.3億年前發生,但它的引力輻射和電磁輻射基本上是同時到達的。(要想到讓它們先後到達的程度,需要考慮的就是這個事件的物理展現形式,而非其傳播過程中耗費的時間了。)這個事件告訴我們,即使引力波和電磁波的傳播速度存在著差別,這個差別也會極為微小,以至於就算經過極為遙遠的路程,它們到達的時間差也小到無法探測。因此不管它們是否必須如此,引力輻射和電磁輻射看起來確實幾乎完全速度相同。

在被科學家們廣泛接受的觀點中,引力波的傳播速度相當於光速。光速已經被通過很多種方式確認過了,但說到引力的速度,我就不太確定了;目前人類還沒能完全地認識引力波。對地球、太陽以及宇宙中其他所有天體來說,引力都在天體中心達到最大。而這個中心點並不承載質量。太陽和木星都圍繞著在其本身之外的重心點運動,而這個重心點上並不承載天體的質量。我們還不能完全理解一定距離外的引力。

引力是以波的形式傳播嗎?是什麼樣的波?它的波長、頻率和強度是怎麼樣的?它會震盪嗎?地球以30km/s的速度公轉,太陽的速度則為230km/s。從太陽傳播到地球,光要用8分鐘。它們會為了獲取彼此的位置信息等待8分鐘嗎?我並不這樣覺得。我認為引力的速度遠遠大於光速。銀河系和仙女座星系怎麼進行信息交換?他們相隔了數百萬光年。難道它們要等待數百萬年來得知彼此的位置嗎?我不這樣認為。要解答這些問題,我們還需要更多對引力的認識。


分享到:


相關文章: