Gravitationsvågor och tid

Hej. Jag har nog den bakgrund du efterfrågar. Tyvärr är din fråga rätt så komplicerad, både att ställa på rätt sätt, och att besvara.

Med en välvillig tolkning av din fråga, så tror jag att sådana enormt starka vågor kan finnas enl GR (allmänna relativitetsteorin). Men vi talar då alltså om enorma störningar i rumtiden som t ex lätt skulle kunna kollapsa till svarta hål. Något sådant kan också ha hänt vid big bang och då ha skapat svarta hål av alla möjliga storlekar. Dessa störningar är då alldeles för stora för att kunna hanteras på det vanliga sättet med linjär störningsräkning. Dvs det blir inte någon vanlig vågekvation. Det handlar om ett ickelinjärt fenomen (som t ex solitoner) med stark återkoppling mellan mellan gravitationsvågen och sig själv. GR är ju en ickelinjär teori.

Detta alltså som ett försök att ge ett rakt svar och inte bara problematisera och ställa motfrågor osv. Vilket man nog ändå måste göra här, men skippa resten av mitt svar om du inte gillar det.

----

Varför är det en knepig fråga?

Vad menas att tiden går dubbelt så fort eller tio gånger fortare? Snabbare än vad? Kom ihåg att tid är relativ. Det finns ingen tid som är rätt.

Om ALLA klockor (och alla fysikaliska processer) överallt plötsligt skulle gå dubbelt så snabbt, skulle man kunna märka det då? Ja det skulle man, för då tar det ju plötsligt dubbelt så lång tid för en ljusstråle att gå en viss sträcka. Men tänk om ALLA sträckor samtidigt halverades? Då har du en förändring som inte kan upptäckas.

Man kan tänka sig "gravitationsvågor" som är helt och hållet av detta slag. Dvs som ändrar tider och längder på sin väg men på ett sätt som i princip (och inte bara praktiskt) är helt omätbart. En sådan "våg" beskriver egentligen ingenting annat än ett byte till krångligare koordinater i rumtiden, och kan nog t o m vara sådan att tiden går 10 gånger snabbare (eller vilken faktor som helst!), men som sagt, det betyder ju egentligen ingenting alls. Och det är nog inte heller detta du vill fråga om.

Poängen: Problemet med att förstå gravitationsvågor är att de inte bara är som ljus som rör sig genom rum och tid. Gravitationsvågor förändrar själva rummet och tiden där den drar fram. Det är därför inte alldeles självklart vad din fråga ens kan betyda. Och det är därför som författaren av artikeln du länkade till använder Newtonian gauge. Detta är ETT av många olika sätt för att strama upp frågan, så att det bara är fysikaliskt mätbara vågor som man diskuterar, och inte bara någon ren gaugeeffekt. (Ett annat problem som faktiskt är relaterat till detta, är att gravitationsvågors energi inte utan vidare kan lokaliseras.)

Så vad KAN man mäta då egentligen? I det här fallet är det sådant som dopplereffekt. Om en klocka sänder ut signaler med jämna mellanrum kan relativistiska effekter göra så att dessa intervall uppfattas komma i en annan takt när de når fram till en annan klocka. Dvs om de skickas ut varje sekund, kan det bli längre eller kortare tid mellan pulserna där de når fram. T ex får man ett rödskift för signaler som skickas ut från en tung stjärna (och faktiskt även från en planet som jorden). Och skickas strålen istället inåt så får man ett blåskift, som nära ett svart hål kan vara både 2 och 10 och faktiskt hur stor som helst (blir oändlig vid Schwarzschildradien). Detta är en effekt som man kan få i iaf den sortens gravitationsfält, och iaf just nu är det mest därför som jag tror att man även skulle kunna få starka blåskift pga gravitationsvågor.

Det finns forskning om gravitationella solitoner, som jag dock tyvärr inte är så insatt i. Kanske är det DÄR man ev kan hitta ett BRA svar på din fråga.

Tack nerdnerd.

Men jag frågade inte om sådana vågor kan skapas i verkligheten, utan om man teoretiskt/matematiskt kan räkna på gravitationsvågor som får tiden att vibrera att gå dubbelt så fort och hälften så fort eller tio ggr så fort och en tiondel så fort.

Professor Ulf Danielsson
https://sv.wikipedia.org/wiki/Ulf_Danielsson
har svarat på min fråga och han sa:

Effekten är liten men föreslagen som ett sätt att observera gravitationsvågor i http://arxiv.org/pdf/1501.00996v2.pdf.
Vågen kommer att observeras som en fluktuation där en klocka går både snabbare och långsammare relativt ett slags normaltid.


Så tiden vibrerar tydligen runt mätpunktens normaltid där gravitationsvågen passerar.

Jag ska försöka komma någonstans med detta, men först måste jag gå igenom några frågor och svar.
--------

Så jag frågar nu åter igen rent teoretisk/matematiskt.

Kan rumtid vibrera så att tiden (teoretiskt/matematiskt enl allmänna relativitetsteorin ), går tex tio gånger snabbare och tio gånger saktare i mätpunkten där gravitationsvågen passerar.



MagI

Tyckte NerdNerd besvarade din fråga ganska väl.

Kontentan var väl, ja det går, men tid är relativt så välj rätt referensram så funkar det.

Jag tycker det är en mycket intressant artikel, Har inte lusläst den - Men om det ska vara någon vits med ett sådant rymdprojekt får man nog räkna med att skicka upp åtminstone 3-5 sådana satelliter i bana. Att det behövs fler än två är mycket för att dels få en redundans och något att bygga en referens på. Framförallt en slags uppfattning av riktningen.

Tex så kan man troligen (som det står i artikeln) detektera ett binärt svartahål system, alltså två svarta hål som roterar nära varandra i ett binärt system. Detta kommer att synas som "vågor" av gravitation, förutsatt att avståndet dit inte är alltför stort.

Just den faktorn att man kan bygga väldigt bra atomklockor nu gör faktiskt det möjligt att genomföra,

Med tillräckligt många sådana satelliter kan man få en 3D-bild av eventuella närliggande svarta hål. Vilket är synnerligen spännande.

Denna tråd handlar om tiden kan vibrera så mycket, rent teoretiskt, att den kan vibrera mellan att gå hälften så fort och dubbelt så fort eller tio ggr saktare och tio ggr fortare just när gravitationsvågen passerar jorden normala hastighet.

Artikeln kan ni diskutera i en annan tråd.

Går det teoretiskt att räkna på en gravitationsvåg, som att tiden vibrerar tio ggr fortare och tio ggr saktare ?

Kan rum/tiden vibrera så mycket?

Mvh MagI

--

Och du har fått svar. Om det möjligen är så att du inte förstår någon del i svaret så kan du ju fråga om det. Det jag svarade handlade just om matematik och teori.

Läste ditt inlägg igen och jag tackar för ditt svar.
Läste nog för snabbt första gången.

Det finns tydligen enligt dig en möjlighet att det har funnits eller kan finnas extrema gravitationsvågor av detta slag.

Tack


MagI

--

Magi, går fenomenet gravitationsvåhäg att mäta?

Som jag förstår så vet man inte (troligen på god väg), hur den fysiologiska processen uppkommer eller hur den i praktiken påverkar?

Men det är ett intressant fenomen, borde ju finnas objekt/"rum" som är lättare å svårare att påverka.

Mars har ju vatierande gravitations fällt runt planeten, hur ter sig rumstiden här? I relation till sig själv samt till jorden å solsystemet!