¿Emitirían las burbujas warp radiación gravitacional de Cerenkov en la relatividad general?

Inspirándome en la analogía gravitiomagnética, esperaría que así como un taquión cargado emitiera radiación Cerenkov normal (electromagnética), cualquier impulso warp portador de masa emitiera radiación Cerenkov gravitacional. La aproximación gravitomagnética bien puede romperse cerca de la masa, pero "suficientemente lejos" de ella, esto aún sería válido. ¿Es eso correcto?

Específicamente, supongamos que hay una superficie cerrada en movimiento S, tal que en S y fuera de S las ecuaciones gravitomagnéticas son aproximadamente válidas (sin suposiciones sobre el interior), tal que se mueve con una velocidad mayor que C , y tal que "lleva masa", en el sentido de que la integral de la superficie cerrada de la intensidad del campo gravitacional alrededor de S es negativa (campo gravitacional neto hacia adentro).

En relatividad general, ¿es posible esta situación? Si es así, ¿emitiría radiación gravitatoria? Si es así, ¿qué tan rápido perdería energía (masa)?

Estoy motivado por la reciente exageración de los medios en torno a la métrica de Alcubierre. Sin embargo, es una pregunta general que se aplica a cualquier solución propuesta de "burbuja de deformación en movimiento" de la relatividad general. (A diferencia de, digamos, un par de "puertas estelares", o un "corredor warp", o lo que sea, si una masa METRO viaja a través de una puerta estelar, podría ser que la puerta a través de la cual entra podría volverse más pesada por METRO , y la puerta por la que sale podría aligerarse METRO . Entonces esta pregunta en particular no surgiría.)

@ HDE226868: cualquier fuente de energía de estrés con un momento cuadripolar variable en el tiempo emitirá radiación gravitatoria. Ciertamente, la creación y el desmantelamiento de la burbuja warp implicaría un campo gravitacional variable en el tiempo que involucraría materia (exótica), por lo que, genéricamente, esperaría radiación gravitatoria.
No entiendo por qué recurres a hipotéticos taquiones para explicar tu pregunta. La materia cargada normal ya hace eso cuando se mueve más rápido a través de un medio que la velocidad de la luz en ese medio (que es más baja que la velocidad de la luz en el vacío).
@Sentry - correcto. Pero la pregunta es sobre las burbujas warp que también son "hipotéticas" (para decirlo generosamente), por lo que los taquiones cargados son apropiados, también "taquiones cargados" son solo dos palabras :)
No emite Cerenkov gravitacional, pero si lo pones en un campo de fotones isotrópico (por ejemplo, CMB) puedes demostrar que emite una especie de Cerenkov electromagnético. En realidad, para la mayoría de los diseños simples, emite tanta radiación tan rápido que es más una bomba que una forma de viaje (hipotéticamente) viable.
¿Por qué llamarlo radiación de Cerenkov? ¿Existe un medio en el que las ondas gravitatorias viajen con una velocidad inferior a la de la luz en el vacío? ¡Ese es el problema básico que debe responderse con esta pregunta en mi opinión, y la pregunta está hablando de "velocidad mayor que c"! sea ​​lo que sea, si lo es, no es radiación de Cerenkov

Respuestas (3)

Echemos un vistazo al campo gravitatorio de partículas que viajan a la velocidad de la luz en relatividad. Estas se llaman ondas de choque gravitatorias y llevan un choque de espacio-tiempo que viaja con ellas exactamente en el mismo frente de onda. Sin embargo, como se puede ver a partir de la consideración del trabajo de Aichelburg y Sexl (1971) , este choque es solo la información sobre una masa puntual que lo atrae por un momento fugaz (impactante). Específicamente, no lleva transferencia de energía en el mismo sentido que el campo gravitatorio newtoniano de, por ejemplo, un meteorito que pasa volando y tampoco transfiere ninguna energía neta.

Es atractivo pensar en que el plano de choque se deforma en un cono de choque similar a Cherenkov a medida que supera la velocidad de la luz, pero en realidad no hay una solución exacta para respaldar eso. Esto se debe a que la relatividad está construida de tal manera que si pones fuentes físicas en un espacio-tiempo, deben cumplir con sus ecuaciones dinámicas, de lo contrario, el espacio-tiempo lo sabe y te recompensa con singularidades absolutamente desagradables. Y realmente no hay dinámicas físicas conocidas que te lleven a la velocidad de la luz y más allá.

Así que echemos un vistazo a la relatividad linealizada. En la relatividad linealizada, puede hacer que las fuentes hagan lo que quiera y no tiene que pagar por ello de la misma manera que en la relatividad no lineal completa. Luego, si toma una fuente puntual que se mueve superlumínicamente (siguiendo una línea espacial similar a un espacio), siempre puede transformarse en un marco en el que la fuente es solo una línea espacial estática. Las líneas espaciales estáticas son estáticas y no irradian. Si vuelve a su marco original, solo sentirá que los efectos de tipo gravitomagnético le hacen cosas divertidas sin hacer ningún trabajo.

Finalmente, echemos un vistazo al warp drive de Alcubierre publicado en 1994 . En la propuesta original de Alcubierre, la métrica no ve asintóticas traviesas. De hecho, la métrica de Alcubierre va a cero exponencialmente porque Alcubierre lo anotó para que así sea. Entonces, los observadores lejanos ni siquiera saben que un impulso warp gravitacionalmente está o estuvo allí. Alcubierre comprobó qué hace que el espacio-tiempo se comporte así sólo después a partir de las ecuaciones de Einstein. Si hay radiación, puedes eliminarla mágicamente con polvo de hadas (la fuente de materia de la métrica de Alcubierre), si necesitas radiación, puedes incluirla mágicamente. Así que no sé qué sacar de eso, pero no, no hay radiación en la métrica propuesta.

En resumen. No, no hay radiación Cherenkov gravitatoria en relatividad. Por otra parte, quién sabe qué puede hacer el polvo de hadas.

La métrica básica para la unidad de Alcubierre es asintóticamente plana (se reduce a un espacio plano como r → ∞ ). Por lo tanto, el campo lejano para la métrica será plano, por lo que no habrá emisión de ondas gravitacionales. En realidad, nada va más rápido que la luz allí (de hecho, en el caso ideal, la nave espacial ni siquiera se mueve en absoluto)

La planitud asintótica no fuerza la radiación gravitatoria cero. Después de todo, la métrica para un sistema binario de agujeros negros también es asintóticamente plana.
@JerrySchirmer: Cierto. Sin embargo, en el caso de la métrica de Alcubierre, la caída hacia la planitud es exponencial en las coordenadas originales, lo que elimina todos los órdenes en la expansión multipolar. Por esta razón, no se emiten ondas gravitacionales en la métrica, que es lo que probablemente significó la respuesta.

una burbuja warp en relatividad general es cuando comprimes el espacio frente a ti y expandes el espacio detrás de ti bombeando energía al espacio frente a ti y energía negativa al espacio detrás de ti. Por lo tanto, está moviendo el espacio a su alrededor, no se está moviendo a través del espacio, lo que le permite sortear efectivamente el límite de velocidad universal porque en realidad no se está moviendo. entonces no, no generaría radiación de Chrenkov porque esto requiere que viaje más rápido que la velocidad de fase de la luz en ese medio. o supongo que más rápido que la velocidad de fase de la gravedad en tu pregunta...?

¿Emitirían las burbujas warp radiación gravitacional de Cerenkov en la relatividad general?
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