С какой скоростью распространяется гравитация?

[Linkey]

Предполагается что гравитация квантуется, т.е. передаётся некими гравитонами. С какой скоростью они движутся? Со скоростью света? Но тогда почему гравитоны могут покинуть чёрную дыру, если свет не может (и вообще ничто не может, раз дыра создаёт "горизонт событий")?

[Someone]

А зачем им её покидать?

[VladimirKalitvianski]

Someone в сообщении #762641 писал(а):

А зачем им её покидать?

Товарищ думает, раз черная дыра что-то притягивает гравитационно (вне горизонта), то, значит, гравитоны ее покидают.

[Apoxa]

Скорее всего вопрос о был природе гравитации.
Сдается мне - полагать, что черная дыра может притягивать гравитацию (гравитоны), равносильно тому, что Солнце может освещать свет (фотоны).

[Munin]

Есть разные физические явления, и у них разные скорости. Будет проще не трогать гравитацию, а использовать более простое, наглядное, всем известное электромагнитное поле.

В таком поле можно пустить волну. Эта волна будет двигаться со скоростью света $c.$ Волна может распространяться в вакууме, без источников поля (зарядов).

И в таком поле можно рассмотреть статическое поле, созданное зарядами. У такого поля не будет никакой скорости вообще. Оно было создано в момент времени $t\to-\infty,$ и с тех пор неподвижно.

Первому случаю соответствуют так называемые реальные фотоны. (Это просто условный термин, он не означает, что другие фотоны иллюзорные - просто так исторически сложилось название). Их скорость можно вычислять по разным определениям, и будет получаться $c.$

Второму случаю соответствуют так называемые виртуальные фотоны. (Это тоже просто условный термин, причём появившийся задолго до компьютерной виртуальной реальности - так что он значит приблизительно "действующие".) Скорость виртуальных фотонов - условная характеристика. Если взять одно определение, то получится $v\in(-\infty,+\infty).$ Если взять другое определение - то вообще, $v=\infty$ (точнее, $1/v=0$). Проблем с этим никаких нет, поскольку такие фотоны существуют благодаря квантовым законам (разрешающим "невозможное", например, туннельный эффект). В том предельном случае, когда виртуальный фотон превращается в реальный, на фотон накладывается ограничение $v=c.$ Именно такие фотоны летят из лазера, лампочки, от Солнца.

Аналогичная ситуация возникает с квантами поля и в гравитации, только вместо фотонов будут гравитоны.

-- 11.09.2013 09:36:58 --

Apoxa в сообщении #762725 писал(а):

Сдается мне - полагать, что черная дыра может притягивать гравитацию (гравитоны), равносильно тому, что Солнце может освещать свет (фотоны).

На самом деле, массивное тело притягивает гравитацию (а вот светящееся тело не освещает свет). Это специальное свойство гравитации: взаимодействие с самой собой (самодействие). Из четырёх фундаментальных взаимодействий, только электромагнитное не обладает самодействием, а все остальные обладают.

[Apoxa]

Munin в сообщении #762726 писал(а):

На самом деле, массивное тело притягивает гравитацию...

Хм... Допустим, гуляя по Луне я буду испытывать силу притяжения Земли, и на обратной стороне Луны буду весить больше. На стороне обращенной к Земле - меньше. Вы это имели ввиду? Это как-то совсем не похоже на притяжение гравитацией гравитации, скорее на сложение сил.
Если нечто другое, поясните пожалуйста.

[Sergey K]

нет, имелось ввиду что принцип суперпозиции для гравитационного поля вообщем-то не работает.

То есть при сильных полях сумарное поле не равно сумме полей-слагаемых. А при слабых мы этого не замечаем.

[Apoxa]

Это забавно, то-есть, на обратной стороне Луны, собственное притяжение Луны будет меньше, чем было-бы если бы не было Земли?
(поскольку Земля притягивает притяжение Луны)

[Corund]

Даже забавнее - масса слепленных вместе Земли и Луны будет меньше суммы их масс, измеренных отдельно и далеко друг от друга.

[rustot]

Apoxa в сообщении #762758 писал(а):

Хм... Допустим, гуляя по Луне я буду испытывать силу притяжения Земли, и на обратной стороне Луны буду весить больше.

ну вообще-то и на лицевой и на обратной стороне луны вы будете весить _меньше_ чем на боковых. и это объясняется не тонкими материями самодействия гравитации, а и в обычной ньютоновской модели (и в реальности). луна не на постаменте стоит и не на ниточке подвешена над землй, а находится в свободном падении на землю вся в целом ровно так же как и любое тело на ней, равноправно. при этом телам на лицевой стороне земля придает большее ускорение чем самой луне ($a = k/r^2$) и они стремятся от луны удалиться. в то же время луне земля придает большее ускорение чем телам на ее обратной стороне и луна пытается удалиться от них. силы взаимного притяжения удалиться им друг от друга не дают, но вес в результате ослабляется. эта вот разница $\Delta a$ их ускорения землей при отсутствии взаимного притяжения, при его наличии превращается в ослабление этой самой силы притяжения (то есть веса) на $m \Delta a$

[Someone]

Apoxa в сообщении #762758 писал(а):

Допустим, гуляя по Луне я буду испытывать силу притяжения Земли, и на обратной стороне Луны буду весить больше. На стороне обращенной к Земле - меньше.

Не так. Вблизи центра видимой стороны Луны и вблизи центра невидимой стороны Луны Вы будете весить меньше (практически на одинаковую величину, но на видимой стороне поправка чуть больше), а вблизи границы видимой и невидимой сторон — больше, чем ежели бы Земли поблизости не было. Приливные силы не похожи на "сложение сил", которое Вы имели в виду. Скорее это похоже на вычитание сил, но других.
Расчёты для центров видимой и невидимой сторон можно посмотреть в сообщениях http://dxdy.ru/post135673.html#p135673 и http://dxdy.ru/post136567.html#p136567, но не для Луны, а для Земли. Там есть также ссылка на дополнительную информацию.

[Munin]

Sergey K в сообщении #762759 писал(а):

нет, имелось ввиду что принцип суперпозиции для гравитационного поля вообщем-то не работает.

То есть при сильных полях сумарное поле не равно сумме полей-слагаемых. А при слабых мы этого не замечаем.

Да, именно это.

Простейший пример - в гравитационном поле Шварцшильда (которое является точным решением ОТО для сферически симметричного невращающегося тела, будь то звезда или планета) стоит закон не $1/r,$ а с поправками: $1/(r-r_g)\approx 1/r+r_g/r^2+\ldots$ - то есть, гравитация при приближении к такому телу возрастает быстрее, чем если бы возрастало электрическое поле. Это за счёт того, что при приближении к телу гравитонов становится больше, а гравитоны излучают гравитоны - и этот эффект растёт вместе с увеличением плотности гравитонов.

[Apoxa]

Munin К сожалению Ваш "простейший пример" таковым для меня не является. Я не буду возражать против того, что вы сказали. Но моих знаний недостаточно чтобы хоть как то оценить Ваши слова. Остановимся на том, что я Вам поверил.

Someone Спасибо, за ссылки. Сейчас пытаюсь переварить Ваши формулы, и не могу понять как во втором пункте рассуждений вы получили вторую систему уравнений из первой, если не трудно - поясните пожалуйста.

В свете того, что я тут узнал, вопрос ТС обрел для меня неожиданный смысл: может ли гравитация проникнуть "оттуда" из-за горизонта событий к нам "сюда". Применимы ли Ваши рассуждения о приливах, для черной дыры и какого-нибудь тела вращающегося вокруг нее. Если (предполагаю) мы получим, что собственное притяжение тела становится ничтожно, то какой физический смысл в этом?

[Munin]

Apoxa в сообщении #762817 писал(а):

Munin К сожалению Ваш "простейший пример" таковым для меня не является.

Ну хорошо. Вот пример гипотетический. Вы знаете, что свет притягивается к Солнцу, так? Теперь представьте себе гравитационную волну вместо электромагнитной. Если она будет проходить мимо диска Солнца, то тоже будет притягиваться к Солнцу, совершенно аналогично.

[Apoxa]

Перечитал ответы в теме.
Munin спасибо за пояснения.
Someone Снимаю свои вопросы - до меня дошло. (или, по крайней мере, так кажется).