¿Cuál es la velocidad real de la radiación electromagnética en el espacio?

La velocidad de la radiación EM es ligeramente menor que C , porque el espacio no es exactamente un vacío. Digamos que EM viaja a ( 1 − ε ) C .

Por ejemplo, esto da como resultado un ligero retraso entre la recepción de una onda gravitacional y la detección de una emisión EM asociada del cuerpo que la causó. Para un objeto a unos 130 millones de años luz de distancia (GW170817), he visto este retraso citado como todo, desde 1.74 segundos (entonces ε ≈ 4 × 10 − dieciséis ) a 27 minutos (entonces ε ≈ 4 × 10 − 13 ). Estoy seguro de que estas cifras dependen de todo tipo de astronomía interesante relacionada con las fusiones de agujeros negros y los estallidos de rayos gamma, pero el valor real de ε no necesita saber nada de esto.

Así que estoy preguntando aquí porque cualquiera que trabaje en LIGO seguramente debe conocer nuestra mejor estimación del valor de ε .

Bueno... el espacio también está lejos de ser isotrópico, por lo que la luz puede pasar a través de algunas "nubes" o puede que no. Entonces, en el mejor de los casos, obtendrá una estimación de ϵ en una dirección específica a una fuente específica. Estaría más interesado en los cálculos de cuándo se libera un estallido EM frente al instante en que los dos cuerpos se fusionaron para crear la onda de gravedad.

Respuestas (2)

Creo que esta pregunta se abordó en el artículo , Abbot, et. al., Gravitational Waves and Gamma-Rays from a Binary Neutron Star Merger: GW170817 and GRB 170817A , ApJ. Lett., 848:L13, 16 de octubre de 2017.

"Usamos el retraso de tiempo observado de ( + 1.74 ± 0.05 ) s entre GRB 170817A y GW170817 para: (i) restringir la diferencia entre la velocidad de la gravedad y la velocidad de la luz entre − 3 × 10 − 15 y + 7 × 10 − dieciséis veces la velocidad de la luz,..."

En la Sección 2.2 del documento, analizan la incertidumbre del retraso entre la emisión de GW y GRB, que se prevé que sea de unos pocos segundos. En la Sección 4 del documento, calculan el rango de incertidumbre de la velocidad citado anteriormente. Utilizan de forma conservadora 26 MPc, su límite inferior en el intervalo de distancia creíble del 90 %, y para el límite superior de la diferencia de velocidad suponen que GW y GRB se emitieron simultáneamente y utilizan 1,74 s Δ t . Para un límite inferior de la velocidad de la gravedad, suponen que los GRB se emitieron 10 s después de los GW, y una señal EM más rápida compensó parte de la diferencia.

Creo que los rayos X también se detectaron varios (~ 8-9) días después. Este retraso se atribuyó al tiempo necesario para que la onda de choque de la fusión interactúe con la materia circundante. No pude encontrar ninguna referencia a la llegada de la señal 27 minutos después de la detección de GW en los documentos de LIGO.

Gracias, es una excelente respuesta. Supongo que si eres un experimentador no descartas que GW viaje más lento que C sin evidencia experimental. Personalmente, estoy dispuesto a confiar en las ecuaciones GR de Einstein. Los 27 minutos, por cierto, provienen del comunicado de prensa LIGO GW170817 que cita esta cifra como la "latencia inicial de alerta del astrónomo, con referencia al momento de la fusión", pero no sé exactamente qué significa eso.
@Adam Chalcraft, Gracias. La línea de tiempo está documentada en su artículo "Observaciones de múltiples mensajeros..." . La fusión se produjo a las 12:41:04 UTC y la detección de GRB a las 12:41:06 UTC. La primera alerta de LIGO para los astrónomos fue un Aviso GCN (Red de coordinación de rayos gamma) a las 13:08:16 UTC, unos 27 minutos después.

Dado que diferentes frecuencias de luz, o energías de fotones, elija, viaje a través de diferentes medios a diferentes velocidades, por ejemplo, la luz roja se ralentiza menos con un prisma de vidrio y el azul se ralentiza más, aparentemente tomaría más tiempo las señales de mayor energía. para llegar al observador, ya sea polvo cósmico, gas interplanetario/galáctico, o cualquier otra cosa.

La única forma de calcular sería observando un pulso singular sobre múltiples frecuencias sincronizadas simultáneamente. Aparentemente, con GW170817, como mencionaste, hubo un estallido de rayos gamma observado por las naves espaciales Fermi e INTEGRAL 1,7 segundos después de que LIGO detectó el evento, pero que yo sepa, esa fue la única otra observación instantánea. La mayoría de las otras observaciones fueron telescopios dirigidos allí después de ser alertados por el GRB.

Pero, ¿el GRB se emitió simultáneamente con el GW? Debido a que unos pocos segundos de diferencia hacen una enorme diferencia en el valor calculado de ε .
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