Todos conocemos el efecto de lente gravitacional. De la analogía de la estructura del espacio-tiempo utilizada para explicar este concepto a los legos como yo, entiendo que la luz sigue la curvatura del espacio-tiempo.
Siguiendo esa misma línea de proceso de pensamiento, las ondas gravitacionales harían que el espacio-tiempo se estirara y apretara. ¿Afectaría el camino de la luz de alguna manera?
Las ondas gravitacionales afectan el camino seguido por la luz. De hecho, así es como funciona LIGO.
Las ondas gravitacionales hacen que el espacio se estire y se contraiga solo en las direcciones transversales (perpendiculares) a su movimiento. Digamos que los dos brazos de LIGO están alineados con el y direcciones. Una onda gravitacional que viaja en el dirección hará que el espacio se distorsione en el y direcciones solamente. A medida que la onda pasa por el detector, el "pico" de la onda se estirará al máximo en una dirección ( ) mientras encoge el otro ( ). El "valle" hará lo contrario: encogerse mientras se estira .
Debido al estiramiento y la contracción del espacio, la luz láser en los dos brazos del detector viaja distancias diferentes. Este cambio de longitud de ruta relativa provoca el patrón de interferencia que detecta LIGO.
Como señala @eri, si la luz viaja en la misma dirección que la onda gravitacional, las dos se moverán a la misma velocidad. La luz no notará ningún cambio periódico en el espacio, porque siempre está en el mismo punto de la onda (pico, valle, en algún punto intermedio).
Si la luz viaja en cualquier dirección no paralela en relación con la propagación de la onda, experimentará cambios en la forma del espacio. Estos cambios afectarán ligeramente los tiempos de llegada de los fotones, pero no mucho.
Sí, sin entrar en el cálculo, la trayectoria de la luz debería verse afectada ya que la onda gravitacional es una perturbación en la métrica del espacio-tiempo. Si se perturba la métrica, se afecta la ecuación geodésica (que gobierna el movimiento de todas las partículas y fotones en el espacio-tiempo).
Lo único complicado es el hecho de que GW se propaga a la velocidad de la luz; entonces, si el "frente de onda" viaja en la misma dirección que los fotones, nunca se superponen y, como se ve desde el infinito, GW que se está quedando atrás de los fotones siempre se quedará atrás de los fotones, ya que viajan a la misma velocidad en el espacio. Si la luz "pasa" a lo largo de GW, entonces el observador en el infinito debería ver que los caminos de luz se ven influenciados de la misma manera que se ondula el espacio-tiempo. Pero la luz local probablemente no pueda "sentir" GW.
Sería bueno ver un cálculo explícito de esto: no tengo mucho conocimiento sobre GW en sí.
Probablemente, sería beneficioso comparar primero la gravedad y las ondas gravitacionales (GW) a medida que pasan por el campo gravitatorio de la Tierra.
Para comparar la gravedad y GW, puede considerar la gravedad como una inmersión permanente en el espacio, mientras que GW es una onda en movimiento en el espacio.
Dondequiera que pase esta onda, cambia minuciosa y temporalmente la forma de la depresión permanente. Es decir, cambia un poco la gravedad (dependiendo de la fuerza de GW). Luego, la forma de buzamiento (gravedad) volvería a su estado permanente después de que haya pasado el GW.
Por lo tanto, para el tiempo impactado, debería afectar la velocidad de la luz, el tiempo, la longitud de onda, etc. Porque todos estos se ven afectados por la fuerza de la gravedad.
Cuánto: eso debe haber sido predicho por las matemáticas de la relatividad general, puede ser que alguien más pueda cuantificarlo.
papi kropotkin