Är förändring av gravitation detsamma som överföring av information i rummet?

En helt säkert korkad fråga från någon som inte läst fysik sedan gymnasiet.

Om jag har förstått saken korrekt så känner gravitation ingen begränsning i rummet. Varje atom utövar gravitation på varje annan atom i universum. Med tillräckligt avstånd så är dessa krafter förstås omätbara men existerar likaså.

Om nu t ex ett svart hål uppstår i universum på stort avstånd från jorden så kommer dess gravitation omedelbart att ge utslag hos oss på jorden om vi bara har en tillräckligt fin apparat för att registrera denna minimala förändring i det gravitationsfält som påverkar oss. Är detta korekt? Kan man isåfall säga att detta är överföring av information i rummet?

Gravitationens utbredningshastighet har debaterats sedan Newtons dagar men de flesta teorier lutar åt att utbredningshastigheten är c så tyvärr, inget loop-hole.

Tack för svar. Jag visste faktiskt inte att gravitationen ansågs ha utbredning och hastighet.

När jag tänker på det så borde ju den totala gravitationen vara konstant givet att inga fler atomer uppstår. Således bör det hela enbart handla om skiftning i ett redan existerande och allomfattande fält. Hur kan sådana skiftningar ha utbredningshastighet?

Om vi tar ett par exempel.

1. En kropp med en viss massa uppstår ur tomma intet på ett avstånd av 10 ljusår från jorden. Det tar 10 år för oss på jorden att börja påverkas av dess gravitation om dess utbredningshastighet är c.

2. Det omvända. Denna kropp upphör plötsligt att existera. Det tar 10 år för oss på jorden att sluta påverkas av dess gravitation.

Slutsatsen i exempel 2 känns intuitivt felaktig. Vi borde upphöra att påverkas av kroppens gravitation i samma ögonblick som den upphör att existera.

Om vi kan se kroppen så kommer vi märka att den försvinner samtidigt som gravitation från den slutar påverka oss - alltså så logiskt som det någonsin skulle bli. Annars så skulle vi först märka att gravitation från den försvann och att den sedan tio år senare även försvann visuellt - icke-logiskt.

Det kan teoretiskt lika gärna handla om en icke synlig kropp.

Både 1. och 2. är korrekt. Om gravitationen var instantan skulle den strida mot den speciella relativitetsteorin då det skulle gå att medelst gravitation skicka information bakåt i tiden.

Skiftningar i elektromagnetiska fält kallas fotoner och färdas med c, varför skulle skiftningar i gravitationsfält vara instantana?

Är förändringar i ett gravitationsfälts styrka alltså förmedlade via fotoner?

Nej, de är förmodligen förmedlade av så kallade gravitoner. Gravitationens motsvarighet till elektromagnetismens fotoner. Dessa är dock inte verifierade experimentellt.

De klassiska ekvationerna som beskriver elektromagnetismen, Maxwells ekvationer, har lösningar i form av vågor som rör sig i ljusets hastighet. Iom kvantfysiken kvantiserades dessa och dessa ljuskvanta kallas fotoner.

Einsteins ekvationer som är den teori som beskriver gravitationen bäst idag har också lösningar i form av vågor, dvs gravitationsvågor. Dessa rör sig också med exakt ljusets hastighet c. Det finns ingen kvantformulering av gravitation idag men man tror, med analogi från elektromagnetismen, att gravitatione förmedlas av en partikel, ett gravitationskvanta, gravitonen.

Tack för ett mycket informativt svar. Jag fick idén via nåt populärhistoriskt program om svarta hål som menade att deras starka gravitation gjorde sig gällande på oändliga avstånd i princip omedelbart. Kanske missuppfattade jag det hela?

Antagligen, eller så hade de fel! Ingenting överförs omedelbart.

Nej, det verkade för bra för att vara sant. Jag såg framför mig intergalatiskt kommunikation i realtid. Aldrig får man vara glad...