¿Qué tan rápido se propaga la gravedad?

Un experimento mental: imagina que el Sol desaparece repentinamente. No notaríamos una diferencia durante 8 minutos, porque ese es el tiempo que tarda la luz en llegar desde la superficie del Sol a la Tierra.

Sin embargo, ¿qué pasa con el efecto gravitatorio del Sol ? Si la gravedad se propaga a la velocidad de la luz, durante 8 minutos la Tierra seguirá girando alrededor de la nada. Sin embargo, si la gravedad se debe a una distorsión del espacio-tiempo, esta distorsión dejará de existir tan pronto como se elimine la masa, por lo que la Tierra saldrá por la tangente de la órbita, por lo que podremos observar la desaparición del Sol más rápidamente.

¿Cuál es el estado de la investigación en torno a tal experimento mental? ¿Se puede inferir esto de la observación?

"Sin embargo, si la gravedad se debe a una distorsión del espacio-tiempo, esta distorsión dejará de existir tan pronto como se elimine la masa". Usar "espacio-tiempo" y "tan pronto como" en la misma oración es causar problemas, porque no hay "tan pronto como" en el espacio-tiempo.
Me imagino enormes ondas gravitatorias como resultado de una repentina eliminación del sol. Si el sol debe ser eliminado en una cantidad infinitamente pequeña, la amplitud máxima será infinitamente fuerte y la tierra se desgarrará en polvo por la onda gravitatoria que la atraviesa. Pero en realidad, me pregunto que debido a que la masa no tendrá aceleración, no habrá ondas. Así que parecen ser 8 minutos cuando la Tierra comienza a moverse en línea recta.
¡La tierra rebotaría de inmediato!
Pregunta MO relacionada: mathoverflow.net/q/112029/13917
La gravedad no se "propaga". Si lo hiciera, entonces para que la gravitación escape de un agujero negro tendría que viajar más rápido que c, lo cual es imposible.

Respuestas (11)

Dado que la relatividad general es una teoría local como cualquier buena teoría clásica de campos, la Tierra responderá a la curvatura local que puede cambiar solo una vez que la información sobre la desaparición del Sol haya sido comunicada a la posición de la Tierra (a través de la propagación de ondas gravitacionales). ).

Entonces, sí, la Tierra continuaría orbitando lo que debería haber sido la posición del Sol durante 8 minutos antes de volar tangencialmente. Pero debo agregar que tal desaparición de masa no es física de todos modos, ya que no puedes tener masa-energía simplemente desapareciendo o incluso desapareciendo y apareciendo instantáneamente en otro lugar. (En el segundo caso, la masa-energía se conservaría solo en el marco de referencia en el que la desaparición y la aparición son simultáneas; todo esto es consecuencia de que GR es una teoría de campo clásica).

Una situación más realista sería alguna configuración de masa que cambiara su forma de forma no esférica, en cuyo caso las órbitas de los satélites se verían perturbadas pero solo una vez que haya habido suficiente tiempo para que las ondas gravitacionales alcancen el satélite.

"Dado que la relatividad general es una teoría local como cualquier buena teoría clásica de campos, la Tierra responderá" - bueno, es solo la teoría. Supuse que querías decir que "... según la teoría, la Tierra responderá..."
Además, la propagación de las fuerzas gravitatorias cambiantes descritas en esta respuesta es esencialmente lo que son las ondas gravitacionales. Es la misma mecánica detrás de las ondas electromagnéticas (luz) cuando se tienen en cuenta los efectos de la relatividad especial.

Las influencias gravitatorias se propagan a la velocidad de la luz, no instantáneamente.

La pregunta de qué pasaría si el Sol desapareciera instantáneamente es en realidad divertida en la relatividad general. Las ecuaciones de la relatividad general implican como consecuencia matemática que la energía debe conservarse localmente. Por lo tanto, no existe una solución válida para las ecuaciones que describen la desaparición repentina del Sol (ya que ese escenario viola la conservación de la energía local).

(Por cierto, una afirmación similar se aplica al electromagnetismo: la conservación de la carga es una consecuencia lógica de las ecuaciones de Maxwell, por lo que si alguien le pregunta qué hace el campo eléctrico cuando una carga desaparece repentinamente, no hay una respuesta correcta).

Pero puede preguntarse con sensatez qué sucedería si el Sol cambiara repentinamente su distribución de masa, si explotara, por ejemplo, enviando su masa en diferentes direcciones a altas velocidades. La respuesta es que la órbita de la Tierra no cambiaría durante 8 minutos.

¿Cuál es la base para la afirmación de que la gravedad se propaga a la velocidad de la luz?
@AmbroseSwasey La cuantificación de la gravedad se ha utilizado como una teoría efectiva en cosmología durante las últimas décadas, y es el santo grial de la teoría en la actualidad que se demostrará que un modelo de cuantificación definitivo se ajusta a los datos. En este modelo el gravitón transfiere efectos gravitatorios, es una partícula de masa cero y como partícula de masa cero tiene que propagarse a una velocidad c debido a la relatividad especial, que es intrínseca a la relatividad general para espacios planos, en el tiempo actual del universo en .wikipedia.org/wiki/File:Historia_del_Universo.svg .
¿Por qué la Tierra no se alejaría también del Sol que alguna vez existió? Simplemente moverse tangencialmente a la órbita parece olvidarse de la fuerza gravitatoria que mantiene las posiciones relativas de la Tierra y el Sol...

Todas las observaciones son consistentes con GR estándar hasta ahora, pero no creo que la velocidad de la gravedad, en particular, se haya medido nunca.

Las mediciones experimentales de la velocidad de la gravedad fueron una gran controversia hace unos años cuando salió un artículo que afirmaba que la velocidad de la gravedad era muy cercana a C medido por el retardo de Shapiro. Para ver artículos sobre el tema, google shapiro+speed+gravity:
http://www.google.com/search?q=speed+of+gravity+site%3Aarxiv.org+shapiro

Clifford Will es un experto en el área y dice que no hubo medición. Tiene un sitio web sobre el tema que ofrece enlaces a los diversos documentos:
https://web.archive.org/web/20110720122240/http://wugrav.wustl.edu/people/CMW/SpeedofGravity.html

Supongo que ganó el lado de Will. Pero la academia significa "nunca tener que admitir que estabas equivocado". Aquí hay un par de artículos de duelo sobre el tema, publicados en la misma revista al mismo tiempo (que datan de después de que Clifford Will actualizó por última vez su página anterior):

Clase.Cuant.Grav. 22 (2005) 5181-5186, Sergei M. Kopeikin, Comentario sobre 'La dependencia del modelo del retardo de tiempo de Shapiro y la controversia sobre la "velocidad de la gravedad/velocidad de la luz"'
http://arxiv.org/abs/gr-qc/ 0510048

Class.Quant.Grav.22 (2005) 5187-5190, S. Carlip, Respuesta a "Comentario sobre la dependencia del modelo del retardo de tiempo de Shapiro y la controversia sobre la 'velocidad de la gravedad/velocidad de la luz'"
http://arxiv.org /abs/gr-qc/0510056

una evidencia directa Pruebas de radio de GR con Júpiter y un cuásar de Fomalont y Kopeikin. Medidas realizadas en 2002, publicadas en 2009
Estoy de acuerdo. La gravedad no tiene velocidad porque la gravedad no "viaja" a través del espacio-tiempo. No podemos "ver" la materia en el interior de un agujero negro, porque la luz necesita viajar a través del espacio-tiempo, y no puede porque la velocidad de escape del agujero negro es mayor que c. Sin embargo, obviamente, la gravedad PUEDE y SÍ escapa de un agujero negro. Por lo tanto, (1) la gravedad viaja más rápido que c, o (2) la gravedad no viaja en absoluto.

Su pregunta fue hecha por primera vez por Laplace. Lo siguiente es del artículo de Wikipedia sobre "La velocidad de la gravedad"

Laplace

El primer intento de combinar una velocidad gravitacional finita con la teoría de Newton fue realizado por Laplace en 1805. Basado en la ley de fuerza de Newton, consideró un modelo en el que el campo gravitatorio se define como un campo de radiación o fluido. Los cambios en el movimiento del cuerpo de atracción son transmitidos por algún tipo de ondas.[4] Por tanto, los movimientos de los cuerpos celestes deben modificarse en el orden v/c, donde v es la velocidad relativa entre los cuerpos y c es la velocidad de la gravedad. El efecto de una velocidad finita de la gravedad tiende a cero cuando c tiende a infinito, pero no a 1/c2 como ocurre en las teorías modernas. Esto llevó a Laplace a concluir que la velocidad de las interacciones gravitatorias es al menos 7 × 10 6 veces la velocidad de la luz. Muchos utilizaron esta velocidad en el siglo XIX para criticar cualquier modelo basado en una velocidad finita de la gravedad, como las explicaciones eléctricas o mecánicas de la gravitación.

Desde un punto de vista moderno, el análisis de Laplace es incorrecto. Sin conocer la invariancia de Lorentz de los campos estáticos, Laplace supuso que cuando un objeto como la Tierra se mueve alrededor del Sol, la atracción de la Tierra no sería hacia la posición instantánea del Sol, sino hacia donde hubiera estado el Sol si su posición fue retardado usando la velocidad relativa (este retardo en realidad ocurre con la posición óptica del Sol, y se llama aberración solar anual). Poniendo el Sol inmóvil en el origen, cuando la Tierra se mueve en una órbita de radio R con velocidad v, suponiendo que la influencia gravitacional se mueve con velocidad c, mueve la posición real del Sol por delante de su posición óptica, en una cantidad igual a vR/ C, que es el tiempo de viaje de la gravedad desde el sol a la Tierra multiplicado por la velocidad relativa del sol y la Tierra. La atracción de la gravedad (si se comportara como una onda, como la luz) siempre se desplazaría en la dirección de la velocidad de la Tierra, de modo que la Tierra siempre sería atraída hacia la posición óptica del Sol, en lugar de hacia su posición real. . Esto provocaría un tirón por delante de la Tierra, lo que provocaría que la órbita de la Tierra girara en espiral hacia afuera. Tal espiral exterior sería suprimida por una cantidad v/c comparada con la fuerza que mantiene a la Tierra en órbita; y dado que se observa que la órbita de la Tierra es estable, la c de Laplace debe ser muy grande. De hecho, como ahora se sabe, puede considerarse infinita, ya que como influencia estática, es instantánea a distancia, cuando es vista por observadores a velocidad transversal constante.

En una ecuación de campo consistente con la relatividad especial (es decir, una ecuación invariante de Lortentz), la atracción entre las cargas estáticas es siempre hacia la posición instantánea de la carga (en este caso, la "carga gravitatoria" del Sol), no hacia la posición temporal. Posición retardada del Sol. Cuando un objeto se mueve a una velocidad constante, el efecto sobre la órbita es de orden v2/c2, y el efecto conserva la energía y el momento angular, de modo que las órbitas no decaen. La atracción hacia un objeto que se mueve con una velocidad constante es hacia su posición instantánea sin demora, tanto para la gravedad como para la carga eléctrica.

Y solían pensar que la gravedad era la onda longitudinal que acompañaba a la onda transversal del electromagnetismo (es decir, como en las ondas P y S de la sismología).
Desde una perspectiva GR, ¿implica esto que la curvatura del espacio se mueve a la misma velocidad que el gran objeto gravitatorio? Si el objeto estuviera acelerando, ¿se retrasaría la curvatura del espacio?
@CarlBrannen Esa es una parte interesante de la historia que no conocía. ¿Puede señalarme una referencia o un artículo? Presumiblemente estamos hablando del período de tiempo entre 1865 (ecuaciones de Maxwell) y 1915 (GTR), ¿verdad?
¡¡Bueno saber!! Yo también quisiera algunas referencias. Esta fue posiblemente una de las inspiraciones que llevó a Einstein a predecir las ondas gravitacionales.

De Hacker News https://news.ycombinator.com/item?id=6253263

Esta es una pregunta mucho más interesante de lo que podría parecer a primera vista, y merece algo de atención porque nos dice algo fundamental y maravilloso y simplemente asombroso sobre el universo.

Pero no sé cómo contar la historia de manera sucinta. Así que voy a hacer eso que hago. Lo siento muchisimo. Siéntase libre de continuar si esto le parece aburrido.

Considere la Tierra, y usted en ella. No estás flotando libremente, así que claramente algo está pasando. A eso lo llamamos "gravedad". Podemos llamarlo, en el sentido más genérico, una interacción: tú y la Tierra están interactuando de alguna manera, y eso es lo que te impide flotar libremente. Entonces podemos preguntarnos cuál es la velocidad de esa interacción poniéndola en estos términos específicos: ¿Cuánto tiempo transcurrirá entre que cambias de posición con respecto al suelo y comienzas a caer?

Sí, es el problema de Wile E. Coyote. Wile E. Coyote corre por un acantilado, flota en el aire el tiempo suficiente para sostener un cartel que dice "Ayuda", luego comienza a caer.

Claramente eso es una exageración. Pero, ¿cuánto tiempo transcurre, en la vida real, entre saltar por un precipicio y empezar a caer?

Podemos abordar el problema de manera ingenua recordando que todos los fenómenos que se propagan en el universo están limitados por la velocidad de la luz. Dado ese hecho, tiene sentido plantear la hipótesis de que el tiempo entre el momento en que Wile E. salta del acantilado y el momento en que comienza a caer será igual o mayor que la distancia entre él y el suelo dividida por la velocidad de la luz. Seguro que no puede ser menos, ¿verdad?

Luego podemos construir un conjunto de experimentos muy, muy precisos con tolerancias muy finas, probablemente con electroimanes y láseres o algo así, para probar esta hipótesis. Y entonces podemos darnos cuenta de que estamos totalmente equivocados.

Hasta el límite absoluto de nuestra capacidad para medirlo, y nuestra capacidad para medirlo es realmente buena, ya que usamos electroimanes y láseres y otras cosas científicas costosas, cuando se deja caer un objeto, comienza a caer instantáneamente. No después de un intervalo de tiempo muy pequeño, sino absolutamente instantáneo. Como en el cero, transcurre el tiempo entre caer y caer. Esto es bastante trascendental, de verdad. Porque implica que de alguna manera una "señal" de algún tipo está llegando desde el suelo a Wile E. más rápido que la velocidad de la luz. Lo cual se supone que es imposible.

Voy a adelantarme un poco aquí, porque no tengo ganas de explicar toda la teoría de la relatividad general, y de todos modos no será tan útil para responder la pregunta. Baste decir que no, no transcurre tiempo entre caída y caída, pero al mismo tiempo no, ninguna señal o interacción tiene que propagarse hacia arriba desde el suelo hasta Wile E. para que empiece a caer. De hecho, lo que sucede es que Wile E. Coyote siempre está cayendo, debido a la curvatura del espacio-tiempo creado por la Tierra. Cada vez que está parado al borde del acantilado, en el suelo, el suelo bajo sus pies, ¿patas? — está deteniendo su caída, efectivamente, empujándose contra él. En el mismo instante en que se quita, comienza a caer. Entonces, en ese sentido, la gravedad no tiene velocidad. Porque en realidad no se propaga a través del espacio. Una forma de verlo es decir que el campo gravitatorio llena el espacio, por lo que estés donde estés, te verás afectado todo el tiempo. Otra forma es decir que la gravitación es esencialmente espacio, por lo que te afecta simplemente por el hecho de existir. Los dos son esencialmente traducciones al inglés equivalentes de las ecuaciones que realmente describen el fenómeno.

Pero bueno, esa es la mitad del problema. La gravedad de un cuerpo estático llena el espacio, o es espacio, y como tal no se puede decir significativamente que tenga una velocidad. Pero ¿qué pasa con la gravedad de un cuerpo cambiante? Como dijiste, ¿y si "de repente apareciera un agujero negro?" Bueno, la respuesta, por supuesto, es que eso nunca sucede, nunca. La gravitación no hace nada de repente; las cosas macroscópicas no aparecen de la nada y la teletransportación es imposible. Así que no tenemos que pensar en eso… y de hecho no podríamos obtener respuestas significativas si lo intentáramos.

Pero las cosas se mueven. La luna se mueve con respecto a la superficie de la Tierra; podemos decirlo, incluso aparte del hecho de que podemos verlo allá arriba, porque la luna es el principal contribuyente a las mareas, y las mareas suben y bajan. Pero, ¿cuál es la relación entre la posición de la luna en el espacio y la aceleración de las mareas en la Tierra? ¿Están los dos de alguna manera siempre en perfecta sincronización, o hay algún retraso? Si es así, ¿cuánto y en qué dirección? Esa es en realidad una pregunta mucho más difícil de responder de lo que piensas. Hubo un artículo ahora infame hace algunos años por un tipo llamado Tom Van Flandern (recientemente fallecido, Dios tenga en su gloria) que afirmaba que el cambio en la aceleración gravitacional en un sistema dinámico en realidad se propaga muchas veces más rápido que la velocidad de la luz, al menos veinte mil millones de veces más rápido que la velocidad de la luz, pero no instantáneamente. Esto llamó mucho la atención en ese momento. Si la velocidad de propagación de los cambios en la geometría del espacio-tiempo fuera igual a la velocidad de la luz, estaría bien. Si fuera literalmente instantáneo, también estaría bien, más o menos, aunque nuestra teoría necesitaría algunos ajustes. ¿Pero más rápido que c pero aún finito? Eso fue muy difícil de explicar. aunque nuestra teoría necesitaría algunos ajustes. ¿Pero más rápido que c pero aún finito? Eso fue muy difícil de explicar. aunque nuestra teoría necesitaría algunos ajustes. ¿Pero más rápido que c pero aún finito? Eso fue muy difícil de explicar.

Sin embargo, resultó no ser un problema. Porque Van Flandern acaba de cometer un error en su trabajo. Mira, la relación entre el movimiento y la gravitación no es tan sencilla como podría parecer. De hecho, y estoy pasando por alto esto ahora, porque las matemáticas son muy complicadas, cada vez que un objeto gravitatorio se mueve inercialmente, el vector de aceleración gravitacional en un punto eliminado en realidad apunta a donde el objeto está realmente en un instante dado, a diferencia de donde se ve que la luz del objeto viene en ese instante. Entonces, en ese sentido, ¡volvemos a que la gravitación sea instantánea nuevamente!

¿Pero es realmente? No. Porque verá, si el objeto que se mueve por inercia se detuviera instantáneamente, el vector de aceleración continuaría apuntando hacia su posición futura por un tiempo, como si todavía se estuviera moviendo por inercia, aunque el objeto en realidad esté en otro lugar. . La suma de los efectos que sirven para cancelar la aberración cuando todo se mueve por inercia se rompería y el campo de aceleración apuntaría hacia el espacio vacío durante el tiempo que tarde el cambio en la geometría en propagarse a través del espacio a la velocidad de la luz desde el objeto gravitante. al punto en cuestión.

Excepto que las cosas no dejan de moverse instantáneamente. Las cosas se aceleran, y la aceleración requiere energía, y cuando se tiene en cuenta eso, las ecuaciones se equilibran de nuevo. (Si se siente preparado para el desafío de seguir muchas matemáticas avanzadas, este es el mejor artículo que conozco sobre el tema). - http://arxiv.org/abs/gr-qc/9909087v2

¿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. El universo es bastante genial, si me preguntas.

Muy bien, gran problema aquí: decías que cuando Wile Coyote cayó, cayó instantáneamente y, por lo tanto, la gravedad tiene una velocidad ridícula. ¿Quién puede decir que no se metió en una corriente de partículas a cierta velocidad? Si entro en una ducha y el agua me golpea rápidamente, no significa que el chorro de agua tenga la velocidad de la luz, significa que ya estaba a medio camino de su peregrinaje de arriba a abajo. Y chico, no leí todo el shebang, pero +1 por minuciosidad eh. Siéntete libre de mostrarme lo que debo leer en tu publicación. Buen trabajo.
Esto también resuelve su problema con la gravedad que afecta a los objetos donde se encuentran, ya que moverse a través de una corriente de agua no tiene que verse como una interacción con la fuente, sino con partículas ya enviadas. Es por eso que los objetos aún experimentarán la gravedad cuando ocurra una distorsión hasta que la onda de distorsión los alcance a una velocidad aparentemente c. No estoy muy conmovido en cuanto a que estas observaciones sean problemas, ¿sabes? Pero me pregunto por qué un planeta reacciona cuando alguien más absorbe sus partículas emitidas, ¿de dónde viene el retroceso?
@AndresSalas One way to look at it is to say the gravitational field fills space, so wherever you are, you're already being affected by it all the time....technically. Changes in the geometry of spacetime actually propagate at the speed of light, but the apparent effects of gravitation end up being instantaneous in all real-world dynamical systems

el hecho de que la distorsión viaje 'tan pronto' como se elimina o no una masa no implica de ninguna manera que la gravedad se deba a una distorsión del espacio-tiempo. De hecho, las distorsiones del espacio-tiempo están tan limitadas a viajar a la velocidad de la luz como cualquier otra influencia física.

Ya se han dado varias respuestas correctas que afirman que la gravedad se propaga a la velocidad de la luz, pero hay un problema relacionado que es mucho más difícil. En su escenario, eliminó por completo el Sol de manera poco realista pero, piénselo, el Sol se escapa constantemente, a una velocidad de 230 km/s con respecto al centro de la galaxia. Sin embargo, la fuerza gravitacional que siente la Tierra, que tiene su origen en el Sol, siempre apunta hacia el centro del Sol. ¿Cómo? Si la gravedad se propaga a la velocidad de la luz C , esa fuerza a la vez t debe estar dirigida hacia la llamada posición retrasada del Sol, es decir, la posición en el momento t d / C dónde d es la distancia del Sol a la Tierra, ¿no es así? ¿Cómo podría el campo de fuerza en la vecindad de la Tierra "saber" la posición del Sol al instante? La “información” sobre esa posición solo puede propagarse a la velocidad de la luz, o eso decíamos.

En primer lugar, debemos señalar que el problema es totalmente universal y potencialmente desastroso. Consideremos, por ejemplo, el sistema Tierra-Luna. Analicémoslo en el marco del centro de gravedad para mostrar que la elección del marco no es el problema (para ser equivalente al ejemplo del Sol, debería haber usado un marco centrado en el Sol esta vez, por ejemplo). La fuerza F mi ejercida por la Tierra sobre la Luna apunta hacia el centro de la Tierra, aunque la Tierra se mueva alrededor de este centro de gravedad. Por el contrario, la fuerza F METRO ejercida por la Luna sobre la Tierra apunta hacia el centro de la Luna aunque la Luna se mueva alrededor del centro de gravedad. Una aplicación ingenua del principio de que la gravedad se propagará a la velocidad de la luz habría F mi apunta hacia la posición retrasada de la Tierra y F METRO apunta hacia la posición retrasada de la Luna. Como resultado, esas dos fuerzas ya no estarían alineadas y crearían un par que cambiaría el momento angular del sistema Tierra-Luna. Esto está completamente descartado por la observación. Lo mismo sucedería con dos cuerpos celestes cualesquiera.

Algunos objetarán de inmediato que usar el lenguaje de las fuerzas y, más en general, de la mecánica newtoniana es totalmente inadecuado y que esta es la fuente del problema. No es tan. La gravedad es lo suficientemente débil en el sistema solar y las velocidades son lo suficientemente pequeñas en comparación con la velocidad de la luz que no necesitamos usar la Relatividad General completamente desarrollada. En una muy buena aproximación, podemos usar la mecánica newtoniana con algunas correcciones. La pregunta es entonces: ¿cómo es que esta aproximación eventualmente hace que las fuerzas gravitatorias apunten hacia posiciones instantáneas y no retardadas? No es tan fácil rechazarlo: después de todo, una señal que se propaga a la velocidad de la luz tarda 1 segundo en viajar desde la Tierra a la Luna y 8 minutos desde el Sol a la Tierra. Esos tiempos claramente no son despreciables ya primera vista es difícil entender por qué es como si se descartaran en esta aproximación. Algún efecto sutil parece estar en juego que de alguna manera mueve la dirección de la fuerza desde la posición retardada hacia la instantánea a medida que se desarrolla esta aproximación.

De hecho, esto es exactamente lo que sucede. El tratamiento matemático completo es demasiado complejo para darlo aquí, pero el resultado puede expresarse libremente de la siguiente manera. Como una Relatividad General aproximada para baja velocidad y gravedad débil, terminamos con una fuerza gravitatoria apuntando hacia la posición retardada de la fuente, extrapolada cuadráticamente hacia su posición instantánea . Matemáticamente, si norte ( t ) es el vector unitario que apunta desde el centro de la Luna hacia la posición retardada del centro de la Tierra, la fuerza que siente la Luna apunta en la dirección

norte ( t ) + τ d norte d t + τ 2 d norte d t

dónde τ = d C es el retrasado. Esta ecuación es sólo ilustrativa: su correcta forma matemática traería complejidades en las que no quiero profundizar. Solo lo escribí para mostrar que la extrapolación cuadrática se refería al sentido de una expansión de Taylor de segundo orden en τ .

Esta cancelación de la aberración es, por tanto, sólo aproximada. Como resultado, hay un cambio residual de momento angular, pero se hace demasiado pequeño para tener importancia en el sistema solar. Pero para dos estrellas de neutrones que orbitan lo suficientemente cerca una de la otra, el momento angular decae a un ritmo no despreciable y se ha medido (cf. el ultra famoso sistema de Hulse-Taylor) en muy buen acuerdo con la teoría. Sin embargo, esta cancelación es "suficientemente buena", pero de ninguna manera es un milagro. Sin embargo, esta respuesta ya es demasiado larga, especialmente considerando que es una tangente a la cuestión del OP y no daré más detalles.

Steve Carlip escribió un muy buen artículo [1] abordando todo este tema, incluyendo una esclarecedora comparación con el electromagnetismo donde la aberración también se cancela parcialmente, además de explicar las razones fundamentales de esta cancelación.

[1] S. Carlip, Aberración y la velocidad de la gravedad, Physics Letters A 267 (2000), 81 - 87 https://arxiv.org/abs/gr-qc/9909087

Al leer este artículo y el de Carlips, es interesante notar que las matemáticas no dicen que el vector de fuerza de atracción se dirige 'exactamente' hacia la posición instantánea (sin importar cómo se defina) de la fuente y no hacia su posición retardada, por lo que la velocidad de la gravedad cancela fuera casi 'exactamente'. Para llegar exactamente, parece que tiene que usar las leyes de conservación de la energía y el momento, pero ¿por qué no puede mostrar directamente (partícula cargada) de GR y Maxwell que esto es cierto 'exactamente' y no solo aproximadamente a un orden superior de v /c o similar?
No estoy seguro de entender tu pregunta. ¿Qué quieres decir con "exactamente" entre comillas?
Al igual que x "= -k ^ 2 x da x = A seno (B + kt) como una solución 'exacta'. Por lo tanto, postula una ecuación de movimiento gravitacional no relativista 'exacta', que incluye retrasos de propagación (luz y gravedad) , uno debería poder dar una solución 'exacta' (forma cerrada o expresión en serie) que demuestre si la fuerza de atracción se ve o no como 'exactamente' dirigida hacia la posición instantánea. Si es solo una aproximación de segundo orden, realmente lo hace No diré mucho sobre la pregunta básica. ¡Lo que necesitamos es una prueba de que la gravedad c se cancela exactamente con c-light en la solución!
En realidad, parece que falta un párrafo. El párrafo que termina con 'Expansión de Taylor en tau' solo da una fórmula para la fuerza que apunta en la dirección retardada. El siguiente párrafo comienza con 'esta cancelación'; Para mí, parece que no mencionaste con qué se canceló la aberración.

Nada en el universo puede viajar más rápido que la luz. Debido a esto, solo la luz es el límite de velocidad cósmica según STR. Incluso las ondas gravitacionales no pueden viajar más rápido que la luz. Si se quita el sol veríamos su efecto a los 8 minutos. Y la tierra sería libre de moverse, luego comenzará a girar después de haber encontrado un cuerpo celeste que es mayor en masa que la tierra y comenzará a girar alrededor de él a medida que el cuerpo celeste ha doblado más el espacio-tiempo de acuerdo con el más profundo y profundo de Einstien. mayor "LA TEORIA GENERAL DE LA RELATIVIDAD"

Bienvenido a stackexchange. Su respuesta está esencialmente bien, pero ¿qué agrega a las otras respuestas?
Estoy de acuerdo en que realmente no agrega nada. Pero tampoco es necesariamente el caso de que la Tierra orbite alrededor de cualquier cuerpo nuevo que sea más grande en masa.
entonces eso significa que se movería tangencialmente desde su órbita

Aquí hay una actualización científica reciente de esta pregunta: la gravedad se propaga a la velocidad de la luz al menos con una precisión de una parte en 10 15 . Esto se midió directamente en 2017 cuando ocurrió una fusión de estrellas binarias de neutrones que se vio tanto en ondas gravitacionales (GW170817) como en rayos gamma (GRB 170817A). En particular, aquí está la Figura 2 de ese documento:

Las señales de ondas gravitacionales y rayos gamma de una fusión de estrellas binarias de neutrones

Mientras que la fusión de estrellas de neutrones ocurrió a una distancia cosmológica de unos 100 millones de años luz, la luz y la señal de ondas gravitacionales se vieron en un par de segundos. La relación de estos dos números da así directamente un límite superior a la diferencia de la velocidad de la luz y las ondas gravitacionales. Consulte también este punto de vista para obtener un contexto de por qué esta medición es realmente cualitativamente diferente de todo lo que se haya hecho antes y, en resumen, bastante genial.

Tardaría menos de 8 minutos. Depende de la elasticidad del tejido del espacio-tiempo. Considere Poner una canica sobre una tela y luego observar cuánto desciende y curva la tela. Ahora, retire repentinamente el mármol. El tiempo que tarda la tela en recuperar su posición original, de modo que el punto final no sienta curvatura, depende claramente de la elasticidad de la tela y de la profundidad a la que se haya hundido. Nuestro espacio, es muy elástico y por la curvatura del sol, tardaría unos segundos en recuperar su posición original.

La gravedad y las ondas gravitatorias son diferentes.

Déjame aclararte. Considere una cuerda tensa de 100 m de largo. Envíale un impulso. Claramente, tiene cierta velocidad de propagación, casi 2 m/s (depende del material). Ahora, corte un extremo, ¿cuánto tiempo le toma al otro lado de la cuerda saberlo? Aproximadamente 1 segundo. ¿No es asombroso? Actualización: este ejemplo no funcionará, ya que 2 ondas son totalmente diferentes, el impulso era una onda mecánica, la caída de la cuerda es una onda electromagnética.

Todo esto es solo mi predicción teórica. Todavía no se ha probado tal cosa.

Sin embargo, la velocidad exacta de la onda gravitacional se conoce de manera imprecisa en comparación con la onda de luz.

Siento que esta pregunta se está haciendo mal y/o se está interpretando mal por lo que realmente estás preguntando. Se entiende que la propagación de cualquier cosa no puede exceder 'c', pero no creo que la propagación sea necesaria para responder la pregunta o para crear un experimento mental válido. En primer lugar, la gravedad no es completamente comprendida por ninguna ciencia convencional y muchos de los problemas paradójicos inherentes a nuestra comprensión aceptada actual tienden a dejar a muchos rascándose la cabeza. No soy físico ni científico, pero esto ha estado en mi mente durante mucho tiempo y decidí tirarlo aquí y permitir que todos ustedes lo rompan en pedazos o al menos me guíen en una mejor dirección. jajaja.

La pregunta, ¿cómo afectaría la repentina desaparición del sol a la gravitación, y seguiría a 'c' o sucedería instantáneamente?

Mi respuesta es Ambos.

Veamos la gravedad de un par de maneras diferentes para explicar por qué creo esto. Veo muchas referencias a la gravedad como una onda... Asumo que esto se debe a la aparente "propagación" que ocurre dentro de una región gravitatoriamente activa. Acepto que cualquier cambio físico realizado por el objeto A que "pudiera" afectar al objeto B debe viajar al objeto B no más rápido que 'c'. Así que sí, el sol se pone puf, esperamos los 8 minutos antes de que se libere la gravedad. Aquí es donde voy a la izquierda ... Esa "ola" no es necesaria para obtener información de A a B al instante. Míralo al revés, la masa es la fuerza (causa), la gravedad es el resultado de esa fuerza (efecto). No veo la gravedad como la observamos como una fuerza, sino como la energía liberada de otra fuerza... el desplazamiento. La región que vería un cambio neto si el sol se apagara sería el espacio-tiempo. Míralo de una manera simplificada, yo me paro en un extremo de un campo y tú en el otro con 2 latas y una cuerda, tira de él, provoca y grita en él... las vibraciones viajan por la cuerda hasta mi lata en la velocidad del sonido y puedo oírlo. Por el bien de este ejemplo, supongamos que la velocidad del sonido representa 'c', y la onda de sonido representa la gravedad... la cuerda representaría el espacio-tiempo. Todo funciona como cabría esperar. Ahora, te pediría que hagas un zumbido constante en la lata. Varios milisegundos después, empiezo a escucharlo. De repente, te desmayas por tararear en lugar de respirar y dejas caer la lata. Una vez más, debo esperar varios milisegundos antes de darme cuenta de que ha sucedido algo y te has detenido. De lo que no me di cuenta fue que ya tenía esa información. Cuando la lata dejó tu mano (la atracción de tu gravedad), la constante gravitacional en el espacio-tiempo local cambió (la tensión en la cuerda se aflojó). ¿Esto no sucede instantáneamente? De acuerdo, no conozco ningún dispositivo que pueda medir la constante gravitatoria en una región específica del espacio-tiempo, pero ¿no es este un método para leer el efecto neto de un cambio gravitacional repentino y masivo? ¿Qué pasa si me acuesto en el fondo de una piscina con una manguera de aire y hago burbujas? Las burbujas viajan a la superficie en (hipotéticamente) 'c' pero las propias burbujas desplazan el agua haciendo que su volumen aparente aumente ligeramente. ¿Este aumento en el volumen neto no ocurre en el instante en que la burbuja desplaza el agua? la constante gravitacional en el espacio-tiempo local cambió (la tensión en la cuerda se aflojó). ¿Esto no sucede instantáneamente? De acuerdo, no conozco ningún dispositivo que pueda medir la constante gravitatoria en una región específica del espacio-tiempo, pero ¿no es este un método para leer el efecto neto de un cambio gravitacional repentino y masivo? ¿Qué pasa si me acuesto en el fondo de una piscina con una manguera de aire y hago burbujas? Las burbujas viajan a la superficie en (hipotéticamente) 'c' pero las propias burbujas desplazan el agua haciendo que su volumen aparente aumente ligeramente. ¿Este aumento en el volumen neto no ocurre en el instante en que la burbuja desplaza el agua? la constante gravitacional en el espacio-tiempo local cambió (la tensión en la cuerda se aflojó). ¿Esto no sucede instantáneamente? De acuerdo, no conozco ningún dispositivo que pueda medir la constante gravitatoria en una región específica del espacio-tiempo, pero ¿no es este un método para leer el efecto neto de un cambio gravitacional repentino y masivo? ¿Qué pasa si me acuesto en el fondo de una piscina con una manguera de aire y hago burbujas? Las burbujas viajan a la superficie en (hipotéticamente) 'c' pero las propias burbujas desplazan el agua haciendo que su volumen aparente aumente ligeramente. ¿Este aumento en el volumen neto no ocurre en el instante en que la burbuja desplaza el agua? No conozco ningún dispositivo que pueda medir la constante gravitacional en una región específica del espacio-tiempo, pero ¿no es este un método para leer el efecto neto de un cambio gravitacional masivo y repentino? ¿Qué pasa si me acuesto en el fondo de una piscina con una manguera de aire y hago burbujas? Las burbujas viajan a la superficie en (hipotéticamente) 'c' pero las propias burbujas desplazan el agua haciendo que su volumen aparente aumente ligeramente. ¿Este aumento en el volumen neto no ocurre en el instante en que la burbuja desplaza el agua? No conozco ningún dispositivo que pueda medir la constante gravitacional en una región específica del espacio-tiempo, pero ¿no es este un método para leer el efecto neto de un cambio gravitacional masivo y repentino? ¿Qué pasa si me acuesto en el fondo de una piscina con una manguera de aire y hago burbujas? Las burbujas viajan a la superficie en (hipotéticamente) 'c' pero las propias burbujas desplazan el agua haciendo que su volumen aparente aumente ligeramente. ¿Este aumento en el volumen neto no ocurre en el instante en que la burbuja desplaza el agua? pero las propias burbujas desplazan el agua haciendo que aumente ligeramente su volumen aparente. ¿Este aumento en el volumen neto no ocurre en el instante en que la burbuja desplaza el agua? pero las propias burbujas desplazan el agua haciendo que aumente ligeramente su volumen aparente. ¿Este aumento en el volumen neto no ocurre en el instante en que la burbuja desplaza el agua?

En pocas palabras, estoy de acuerdo en que si el sol desapareciera, tomaría 8 minutos para que se observara un cambio en su influencia gravitatoria sobre la Tierra, pero creo que el efecto neto en la región del espacio-tiempo entre la tierra y el sol podría observarse instantáneamente usando el equipo adecuado para detectar esos cambios.

Esto parece más una pregunta separada (aunque relacionada) que una respuesta. Te sugiero que lo conviertas en una pregunta.
Slack no se notará instantáneamente. Tomará algún tiempo para que las fuerzas electrostáticas transfieran esta holgura.