HOE SNEL IS DE ZWAARTEKRACHT?

Send

Hoe lang duurt het voordat de door de zon gecreëerde zwaartekrachtbron verdwijnt en de aarde en de rest van de planeten de ruimte in vliegen?

In de allereerste aflevering van de Guide to Space legde een gladgeschoren versie van mij, voorovergebogen in mijn kelder, uit hoe lang het duurt voordat licht van de zon naar de aarde komt. Om die vraag te beantwoorden, duurt het ongeveer 8 minuten en 20 seconden om de reis te maken.

Met andere woorden, als de zon plotseling uit de ruimte zelf verdween, zouden we hem nog steeds meer dan 8 minuten aan de hemel zien schijnen voordat alles donker werd. Martianen zouden er ongeveer 12 minuten over doen om op te merken dat de zon weg was, en New Horizons, dat zich bijna in Pluto bevindt, zou gedurende meer dan 4 uur geen verandering zien.

Hoewel dit idee een beetje geestverruimend is, weet ik zeker dat je je hoofd eromheen hebt gewikkeld. We zijn er zeker over gegaan hier in deze show. Hoe verder je de ruimte in kijkt, hoe verder je terugkijkt in de tijd vanwege de lichtsnelheid, maar heb je ooit nagedacht over de snelheid van de zwaartekracht?

Laten we teruggaan naar dat oorspronkelijke voorbeeld en de zon opnieuw verwijderen. Hoe lang duurt het voordat de door de zon gecreëerde zwaartekrachtbron verdwijnt.

Wanneer zouden de aarde en de rest van de planeten de ruimte in vliegen zonder dat de zon het hele zonnestelsel samen met zijn zwaartekracht vasthoudt? Zou het onmiddellijk gebeuren of zou het even duren voordat de informatie de aarde bereikte?

Het klinkt als een simpele vraag, maar het is eigenlijk heel moeilijk te zeggen. De zwaartekracht is vergeleken met andere krachten in het heelal eigenlijk vrij zwak. Testen in het laboratorium is praktisch onmogelijk.

Volgens Einsteins relativiteitstheorie zullen vervormingen in de ruimtetijd veroorzaakt door massa - ook bekend als zwaartekracht - zich met de snelheid van het licht voortplanten. Met andere woorden, het licht van de zon en de zwaartekracht van de zon moeten op exact hetzelfde moment verdwijnen vanuit het perspectief van de aarde.

Maar dat is slechts een theorie en een heleboel mooie wiskunde. Is er een manier om dit in de praktijk te testen? Astronomen hebben een manier bedacht om dit indirect af te leiden door de interacties met enorme objecten in de ruimte te bekijken.

In het binaire systeem PSR 1913 + 16 is er een paar pulsars die binnen een paar keer groter dan de breedte van de zon om elkaar heen draaien. Terwijl ze om elkaar heen draaien, vervormen de pulsars zelf de ruimtetijd door zwaartekrachtgolven vrij te geven. En deze vrijlating van zwaartekrachtgolven zorgt ervoor dat de pulsars vertragen.

Het is verbazingwekkend dat astronomen dit orbitale verval zelfs kunnen meten, maar het nog verbazingwekkendere is dat ze dit proces gebruiken om de zwaartekracht te meten. Toen ze de berekeningen maakten, bepaalden astronomen dat de zwaartekracht binnen 1% van de lichtsnelheid lag - dat is dichtbij genoeg.

Wetenschappers hebben ook zorgvuldige waarnemingen van Jupiter gebruikt om dit aantal te krijgen. Door te kijken hoe de zwaartekracht van Jupiter het licht van een achtergrond-quasar vervormt terwijl het ervoor passeert, konden ze vaststellen dat de zwaartekracht tussen 80% en 120% van de lichtsnelheid ligt. Nogmaals, dat is dichtbij genoeg.

Daar ga je dan. De zwaartekracht is gelijk aan de lichtsnelheid. En mocht de zon plotseling verdwijnen, dan zullen we blij zijn om al het slechte nieuws tegelijkertijd te ontvangen.

Zwaartekracht is een harde minnares. Vertel ons een verhaal over een tijd dat de zwaartekracht te snel voor je was. Zet het in de reacties hieronder.