Los terremotos lo suficientemente poderosos generan perturbaciones de la gravedad que se propagan a y puede ser detectado por sismógrafos lo suficientemente sensibles. Ver, por ejemplo, esta noticia en Nature :
En el último artículo, Vallée y sus colegas informan muchas más observaciones de señales de gravedad inmediatamente después del terremoto de Tohoku. La señal fue más evidente en las estaciones de monitoreo entre unos 1.000 y 2.000 kilómetros del epicentro del terremoto. A esa distancia, las señales rápidas como la luz tuvieron tiempo suficiente para llegar y ser claramente registradas antes de que las ondas sísmicas las inundaran.
No hay ninguna diferencia fundamental entre señales/pulsos y ondas (que pueden describirse como una secuencia de pulsos). Entonces, si el espacio-tiempo puede representarse como una especie de medio y las ondas gravitatorias como perturbaciones que se propagan a través de él, estas mediciones sismográficas parecerían constituir observaciones de ondas gravitacionales.
Pero casi nadie se refiere a ellos como tales, por lo que este entendimiento debería ser erróneo. ¿Por qué? ¿La descripción anterior lleva demasiado lejos la analogía de la onda mecánica? ¿Es este pulso gravitacional un ejemplo de un cambio en el "campo gravitatorio cuasiestático" (ver, por ejemplo, esta pregunta )? Si es así, ¿cómo exactamente?
¿Cómo es que la propagación de este cambio en la gravedad (desde ese punto en la corteza hasta los detectores) no es un pulso gravitatorio?
Tomemos dos masas cargadas negativamente y A una distancia , , suponga que están "abrochados" ligeramente. si nos movemos hacia , reduciendo , el campo cambiará y se moverá debido a la repulsión. En el electromagnetismo clásico habrá algo de radiación debido a los campos cambiantes, pero el motor principal es la repulsión, no un efecto de la radiación. Las fuerzas repulsivas están destinadas a ser transmitidas por la velocidad de la luz.
Los campos gravitatorios son atractivos. En un sólido como el manto de la tierra, el sistema es estable. Si un movimiento cambia la distribución del campo, como un evento sísmico, los campos atractivos relativos cambiarán y el cambio en el campo será como la velocidad de la luz. En la gravitación también hay ondas gravitatorias generadas de una manera más compleja que el electromagnetismo, debería haber distribuciones de masa asimétricas, pero debido a los valores muy pequeños de la constante gravitacional estas ondas serán muy, muy débiles. Al igual que con el ejemplo anterior de electrones, la entrada principal proviene de las fuerzas cambiantes debido al campo cambiante.
Si vamos al nivel de la mecánica cuántica, la fuerza de repulsión entre electrones es con fotones virtuales, y suponiendo cuantización de la gravedad, serán los gravitones virtuales los responsables del efecto de atracción. Las ondas electromagnéticas emergen de millones de fotones reales, y uno espera que las ondas gravitatorias emerjan de millones de gravitones reales.
Así, el efecto que se ve es gravitacional y tiene que depender de la velocidad de la luz, pero no es una onda gravitacional.
Esto no es radiación gravitacional. Estos son solo cambios en la gravedad medidos por gravímetros debido a la distribución cambiante de la roca. A medida que la roca se mueve, desde una perspectiva newtoniana, esto cambia la fuerza gravitatoria newtoniana localmente.
Sin embargo, se podría usar física avanzada. Los relojes atómicos sensibles colocados en todo el mundo podrían detectar el pandeo o la roca. A medida que cambia la distribución de masa, las velocidades relativas de reloj de los relojes atómicos cambiarían. La radiación gravitacional también es plausible, donde hace algunos años calculé cómo se podría detectar la radiación gravitacional en una explosión nuclear. Con un terremoto el tratamiento sería difícil. pero no es imposible que se puedan detectar ondas gravitatorias medibles con LIGO o algún otro interferómetro.
Como usted señala, estos fenómenos gravitacionales en forma de ondas detectados son en algunos sentidos similares a las ondas gravitacionales "tradicionales" detectadas por LIGO, y en otros sentidos diferentes. Entonces, si cuentan o no como ondas gravitacionales "reales" es esencialmente solo una cuestión de dónde dibuja exactamente el límite de su definición. La comunidad física tiende a formalizar universalmente las definiciones de los conceptos con mucha menos frecuencia que la comunidad matemática, por lo que diferentes físicos pueden responder a esta pregunta de diferentes maneras.
Sin embargo, personalmente diría que estas no son ondas gravitacionales "reales", porque creo que son cualitativamente menos interesantes. Aunque no he pensado en esto con mucho cuidado, creo que una heurística aproximada para un lugar útil para dibujar el límite es "¿Seguirían existiendo estas ondas si la velocidad de la luz/gravedad fuera infinita?". Para las ondas de gravedad "tradicionales" como las de fusiones de agujeros negros, creo que la respuesta es no, porque muestran algunos aspectos periódicos que no reflejan simplemente la periodicidad de las fuentes. Pero para estas ondas sísmicas, la respuesta es sí, porque seguirían apareciendo (muy ligeramente antes) con el mismo comportamiento cualitativo en un hipotético universo no relativista perfectamente descrito por la gravedad newtoniana sin demora.
Sin embargo, estoy seguro de que hay algunos casos extremos más sutiles en los que esta heurística sigue siendo ambigua.
ana v
stafusa
ana v