¿El campo gravitacional estático se mueve con la fuente instantáneamente?

He leido esta pregunta:

¿Qué tan rápido se propaga la gravedad?

donde ojo de halcón dice:

¿Entonces que significa eso? Significa que la "velocidad de la gravedad" es la velocidad de la luz... técnicamente. Los cambios en la geometría del espacio-tiempo en realidad se propagan a la velocidad de la luz, pero los efectos aparentes de la gravitación terminan siendo instantáneos en todos los sistemas dinámicos del mundo real, porque las cosas no comienzan o dejan de moverse o ganan o pierden masa instantáneamente sin razón alguna. . Una vez que tiene en cuenta todo lo que necesita para modelar un sistema real que se comporta de manera realista, descubre que todas las aberraciones que podría esperar debido a una velocidad finita de la luz terminan cancelándose, por lo que la gravedad actúa como si fuera instantánea, incluso aunque el fenómeno subyacente definitivamente no lo es.

Cuando el electrón se mueve constantemente, ¿su campo eléctrico se mueve con él instantáneamente?

donde Alberto dice:

Sí, en cierto sentido, el campo se mueve "instantáneamente" junto con su fuente (si esta fuente se mueve uniformemente). Eso no significa que la fuerza se propague infinitamente rápido. La fuerza sobre una partícula de prueba en un instante dado se debe al campo electromagnético en la vecindad inmediata de la partícula en ese instante.

Digamos que el Sol se aleja de nosotros, esto debería causar un cambio en la fuerza gravitatoria, ¿cuándo notaremos este cambio?

donde Ben Crowell dice:

Si algo comienza a aplicar una fuerza al sol en un momento determinado, habrá efectos que serán detectables en la tierra 8 minutos después.

Entonces uno dice que cuando la fuente del campo de fuerza se mueve, el campo estático se mueve con ella instantáneamente. Pero esto no es una violación de SR, ya que el campo ya existe alrededor de la partícula (con la que el campo interactúa).

El otro dice que si algo aplica fuerza en el Sol (la fuente del campo gravitacional), entonces el cambio del campo estático solo se sentirá 8 minutos después en la Tierra.

Esto es una contradicción, porque el campo gravitatorio estático ya existe también alrededor de la Tierra, por lo que está en las inmediaciones de la Tierra, por lo que cuando se mueve instantáneamente junto con la fuente (el Sol), también deberíamos sentirlo en la Tierra.

¿Es esto porque los campos estáticos EM son diferentes de los gravitatorios, o ambos campos funcionan de la misma manera en este contexto?

Pregunta:

  1. ¿El campo gravitacional estático se mueve con su fuente instantáneamente?

Respuestas (2)

A la orden en v / C necesario para responder a su pregunta, los campos EM y los campos gravitatorios se comportan exactamente de la misma manera. Ambos muestran un retraso en la velocidad de la luz y no pueden "detectar" cambios en el comportamiento de la fuente hasta que la luz haya tenido suficiente tiempo para propagarse entre la fuente y el punto en cuestión.

No sé a qué te refieres con el "campo estático generado por una fuente en movimiento", lo que me parece una contradicción en los términos. O un campo es estático y no hay fuentes en movimiento, o no lo es. Así que tu pregunta realmente no tiene sentido. Parece estar imaginando una dicotomía entre campos "estáticos" que responden a sus fuentes instantáneamente y campos "no estáticos" que responden con un retraso de la velocidad de la luz. Pero en realidad no existe tal dicotomía. Todos los campos pueden escribirse respondiendo a todas las fuentes con un retraso a la velocidad de la luz.

La afirmación de Hawkeye de que

descubre que todas las aberraciones que podría esperar debido a una velocidad finita de la luz terminan cancelándose, por lo que la gravedad actúa como si fuera instantánea

es altamente engañoso; la afirmación correcta es que las aberraciones se anulan a primer orden en v / C , pero hay correcciones de velocidad de la luz distintas de cero que comienzan en segundo orden en v / C .

La frase clave en la declaración de Albert es "en cierto sentido". Su declaración no es "realmente" cierta en general. El movimiento instantáneo aparente del campo solo es válido para objetos que se mueven con velocidad uniforme. En el instante en que comienzan a acelerarse, los resultados de esa aceleración solo se propagan hacia afuera con un retraso de la velocidad de la luz.

Puedes encontrar más detalles en mi respuesta aquí .

Trabajemos los casos:

  • La fuente no se mueve: tanto la fuerza eléctrica como la gravitatoria siempre apuntan hacia la fuerza. Con suerte, eso es lo que esperas.

  • La fuente se mueve en línea recta constante, y lo ha estado haciendo durante mucho tiempo: tanto las fuerzas eléctricas como las gravitatorias siempre apuntan hacia la fuerza. Con suerte, eso también es lo que esperas. Si no, para verlo, considérelo desde un marco de referencia que se mueve con la fuente: simplemente está sentado allí, emitiendo un campo constante, que observa en alguna parte.

  • Después de moverse constantemente durante un tiempo, la fuente se acelera: aquí, las fuerzas tardan un tiempo en cambiar en el observador distante. Hasta d / C ha transcurrido el tiempo, la fuerza seguirá siendo del movimiento constante anterior; después de eso, la fuerza será debida al movimiento acelerado.

Estos tres casos corresponden exactamente a las tres citas en la Pregunta, solo están (con suerte) redactados más claramente para hacer que la física sea más visible.