Si el espacio puede expandirse más rápido que la luz, ¿por qué las ondas gravitacionales no pueden hacerlo?

Escuché que la onda gravitacional es la medida de la elasticidad del espacio-tiempo, entonces, dado que no hay límite en la rapidez con la que el espacio puede estirarse, ¿qué pasa con la onda gravitatoria?

La ola estaría esencialmente "congelada" en el fondo que se expande rápidamente. Localmente no sucede nada particularmente emocionante.
Bastante seguro de que esos son diferentes tipos de estiramiento. El que estás hablando es un estiramiento de vibración, que estira un objeto hacia adelante y hacia atrás, sin expansión permanente. La segunda es una propiedad del espacio, que expande pero no expande los objetos porque están atados, solo se expande el espacio entre los objetos.

Respuestas (2)

Existe un modelo matemático existente de observaciones astrofísicas que se utiliza en el modelo del Big Bang que se ajusta bien a las observaciones. Este modelo se basa en la relatividad general y en la relatividad general la velocidad de la luz como c es inherente a las ecuaciones y, por tanto, también a la derivación de las ondas gravitacionales.

La velocidad de las ondas gravitacionales en la teoría general de la relatividad es igual a la velocidad de la luz en el vacío, c. 1 Dentro de la teoría de la relatividad especial, la constante c no se trata exclusivamente de la luz; en cambio, es la velocidad más alta posible para cualquier interacción en la naturaleza. Formalmente, c es un factor de conversión para cambiar la unidad de tiempo a la unidad de espacio. 2 Esto la convierte en la única velocidad que no depende ni del movimiento de un observador ni de una fuente de luz y/o gravedad. Así, la velocidad de la "luz" es también la velocidad de las ondas gravitatorias y de cualquier otra partícula sin masa.

Esto es así por construcción de las matemáticas.

Hasta los hallazgos experimentales recientes de LIGO, las ondas gravitacionales eran solo una hipótesis, y ahora se ven datos que se ajustan a esta hipótesis. En la actualidad la expansión del espacio está modelada dentro de la Relatividad General, y esta expansión no afecta la velocidad de propagación en las soluciones de las ecuaciones de onda, por construcción. Lo que sí afecta es la longitud de onda, como ocurre también con la radiación electromagnética que por el efecto redshift nos ha dado los datos de la expansión del universo.

Una onda gravitacional obtendrá una longitud de onda cada vez mayor a medida que se propaga en un espacio en expansión, a su vez con velocidad c.

La onda gravitacional es una perturbación oscilatoria en el tensor de energía de tensión que se propaga desde donde se concentran la energía y la masa como una distorsión del espacio-tiempo. La expansión del espacio es un cambio independiente de la métrica del espacio debido a la constante cosmológica o, para acelerar la expansión, a otros mecanismos bajo investigación. Tanto las ondas electromagnéticas como las ondas gravitatorias se propagan en el espacio-tiempo pero no lo generan (excepto como pequeñas perturbaciones debidas a la energía que transportan).

La respuesta de Anna obtiene mi voto en 'la respuesta'. Con un par de cambios de declaraciones sin importancia.
Los dos pequeños cambios son: 1) las ondas gravitatorias no tienen un tensor de energía de estrés, en realidad es un pseudo tensor que uno puede separar del espacio-tiempo vacío G mu, nu. E interpretar como el tensor de tensión de las ondas gravitatorias que están 'vibrando'. 2) la velocidad es c no debido a construcciones matemáticas. En EM proviene de las ecuaciones de Maxwell, y llevó a Einstein a construir SR cuando Michelson Morley demostró que era lo mismo para cualquier observador que se moviera a una v constante con respecto al otro. Dado que GR debe reducirse a SR para un espacio-tiempo plano, c también era entonces parte de GR. Razones físicas, no matemáticas
@BobBee en su 2) podría haber otro modelo, donde la relatividad especial aparece en el espacio-tiempo plano pero la curva tiene un comportamiento diferente, ¿no? la más simple es esta elección, por supuesto.
perdon acabo de ver esto. Bueno, GR tuvo que reducirse localmente a SR, en todas partes, por lo que es difícil ver cómo podría ser c localmente en GR y cambiar cuando cambias de coordenadas. C (en GR) habría tenido entonces un campo no escalar de algún tipo que en las coordenadas inerciales locales era la constante c? ¿No estoy seguro de poder imaginarlo? Me pregunto si de alguna manera sería equivalente a tomar c como constante e introducir algún otro campo, no estoy seguro de qué tipo de campo.
Más. En realidad tiene que ser alguna simple consistencia lógica que lo requiera, demasiada coincidencia si no. Así que apuesto a que se puede probar haciendo que se reduzca localmente a c. Simplemente no estoy llegando a esa prueba.

Asumiendo que el espacio realmente se extiende y decir que lo hace en Faster Than Light -

La onda gravitacional en un espacio de estiramiento FTL perdería su amplitud ya que la onda misma se estirará con el espacio. Wave es espacio, no es un objeto (atado), por lo que se estirará con el espacio. Su longitud de onda también aumentará al mismo tiempo.

Por lo tanto, parte de la onda viajará/se estirará en FTL, pero no debido a la naturaleza de la onda, sino solo debido al espacio de estiramiento. Pronto perdería toda la amplitud y se extendería demasiado para ser llamado una onda.

Ahora, ¿podemos usar la presencia de ondas gravitacionales como evidencia de que el espacio no se está estirando en FTL? Porque, si lo fuera, entonces el GW en un espacio de estiramiento moriría pronto.

Si el espacio puede expandirse más rápido que la luz, ¿por qué las ondas gravitacionales no pueden hacerlo?
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