سرعة الجاذبية

عودة للموسوعة

سرعة الجاذبية

في النظريات الكلاسيكية للجاذبية، تنتقل التغيرات في مجال الجاذبية وتنتشر. أي تغيير في توزيع طاقة وزخم المادة يؤدي إلى تغيير آخر على مسافة من حقل الجاذبية الذي تنتجه. بالمعنى النسبي، تشير «سرعة الجاذبية» إلى سرعة موجة الجاذبية، والتي تساوي سرعة الضوء كما تنبأت بها النسبية العامة والمثبتة من خلال رصد GW170817.

مقدمة

سرعة موجات الجاذبية في النظرية النسبية العامة تساوي سرعة الضوء في الفراغ (يُرمز لها بالثابت c)، ضمن النظرية النسبية الخاصة، الثابت c لا يتعلق بالضوء فقط؛ بل يرمز إلى أعلى سرعة ممكنة لأي وقع في الطبيعة. رسميًا، c هوعامل تحويل لتغيير وحدة الوقت إلى وحدة الفضاء. هذا ما يجعلها السرعة الوحيدة التي لا تعتمد على حركة المراقب، أوعلى مصدر الضوء و/أوالجاذبية. وبالتالي، فإن سرعة الضوء هي أيضًا سرعة موجات الجاذبية وأي جسيم عديم الكتلة. وتضم هذه الجسيمات الغلوون (حامل القوة القوية)، والفوتونات التي تشكل الضوء (حاملة القوة الكهرومغناطيسية)، وجسيمات الغرافتون الافتراضية التي تشكل جسيمات مجال الجاذبية (تتطلب نظرية الغرافتون نظرية الجاذبية الكمية).


المجالات الساكنة

يفضل عدم الخلط بين سرعة التغيرات الفيزيائية في مجال الجاذبية أوالمجال الكهرومغناطيسي مع «التغييرات» في سلوك الحقول الساكنة الناتجة عن تأثيرات لها علاقة بوضع المراقب. هذه التغييرات في اتجاه الحقل الساكن هي نفسها بالنسبة للمراقب عندما تتحرك شحنة بعيدة بالنسبة له، كما هوالحال عندما يقرر المراقب (بدلًا من ذلك) التحرك بالنسبة للشحنة البعيدة الثابتة، بسبب الاعتبارات النسبية. وبالتالي، فإن الحركة المستمرة للمراقب بالنسبة للشحنة الساكنة وحقلها الثابت الممتد (إما مجال الجاذبية أوالحقل الكهربائي) لا يغير من ذلك المجال. بالنسبة للحقول الساكنة، مثل الحقل الكهربائي الساكن المتصل بالشحنة الكهربائية، أوحقل الجاذبية المتصل بجسم كبير، يمتد الحقل إلى ما لا نهاية، ولا ينتشر. لا تؤدي حركة المراقب إلى تغيير اتجاه هذا الحقل، وبسبب الاعتبارات المتناظرة، فإن تغيير إطار المراقبة ليبدوحتى الشحنة تتحرك بمعدل ثابت لا يؤدي إلى تغيير اتجاه مجالها، ولكنه يحتاج حتى يستمر في «التأشير» نحواتجاه الشحنة، عند جميع المسافات من الشحنة.

النتيجة هي حتى الحقول الساكنة (سواء الكهربائية أوالجاذبية) تشير دائمًا إلى المسقط العملي للأجسام التي تتصل بها، دون أي تأخير بسبب انتنطق اوانتشار الإشارة من الشحنة، على مدى مسافة ما إلى المراقب. وتظل هذه المعلومة سليمة إذا حُرّكت الأجسام المشحونة ومراقبوها (أولم تُحرك)، وذلك ببساطة عن طريق تغيير الأطر المرجعية. هذه الحقيقة تسبب ارتباكًا لدى الفهماء حول «السرعة» لهذه الحقول الثابتة، والتي يظهر أنها تتغير في بعض الأحيان إلى ما لا نهاية. في الحقيقة هذه التغييرات هي لا شيء سوى نتاج من حركة المراقب، أوحركة المراقبة نفسها.

في مثل هذه الحالات، لا يتغير أي شيء عمليًا بشكل لا نهائي وبسرعة. على سبيل المثال، عندما يبدأ أحد المراقبين بالتحرك بالنسبة لحقل ثابت يمتد على مدى سنوات ضوئية، يظهر كما لوحتى «الحقل» بالكامل، إلى جانب مصدره، بدأ يتحرك بسرعة ذلك المراقب. هذا يضم الأجزاء الممتدة من الحقل. ومع ذلك، فإن هذا «التغيير» في السلوك الظاهري لمصدر الحقل، إلى جانب مجاله البعيد، لا يمثل أي نوع من الانتشار أسرع من الضوء.

الجاذبية النيوتنية

تتطلب صيغة إسحاق نيوتن لقانون قوة الجاذبية حتى يستجيب جميع جسيم مع كتلة بشكل فوري مع جسيم آخر له كتلة بغض النظر عن المسافة بينهما. في السياق الحديث، توصف الجاذبية النيوتنية بواسطة معادلة بواسون، والتي بموجبها، عندما يتغير التوزيع الكتلي للنظام، يتغير مجال الجاذبية الخاص به بمعايير مضبوطة على الفور. لذلك، تفترض النظرية حتى سرعة الجاذبية لا نهائية. كان هذا الافتراض مناسبًا لتفسير جميع الظواهر بدقة الملاحظة في ذلك الوقت. لم يلاحظ إلا في القرن التاسع عشر وجود حالة شاذة في الملاحظات الفلكية لا يمكن التوفيق بينها وبين نموذج الجاذبية النيوتنية للعمل اللحظي: قرر الفلكي الفرنسي أوربان لوفيرييه في عام 1859 حتى المدار الإهليلجي لعطارد يتقدم بسرعة أكبر بكثير مما تنبأت به النظرية النيوتنية.

لابلاس

أُجريت أول محاولة للجمع بين وجود سرعة جاذبية محدودة ونظرية نيوتن بواسطة لابلاس في عام 1805. واستنادًا إلى قانون قوة نيوتن، بنى نموذجًا يُعرّف فيه مجال الجاذبية على أنه حقل إشعاع أومائع. تنتقل التغييرات في حركة الجسم الجاذب عن طريق نوع من الأمواج. لذلك، يجب تعديل حركات الأجسام السماوية حسب العلاقة v/c، حيث تمثل v السرعة النسبية بين الأجسام، وc هي سرعة الجاذبية. يقترب تأثير السرعة المحددة للجاذبية من الصفر حدثا اقتربت c من اللانهاية، ولكن ليس بمقدار 1/c2 كما هوالحال في النظريات الحديثة. أدى ذلك إلى استنتاج لابلاس حتى سرعة الجاذبية لا تقل عن 7×106 أضعاف سرعة الضوء. تم استخدام هذه السرعة من قبل الكثيرين في القرن التاسع عشر لانتقاد أي نموذج يعتمد على سرعة جاذبية محدودة، مثل التفسيرات الكهربائية أوالميكانيكية للجاذبية.

من وجهة النظر الحديثة، تحليل لابلاس غير سليم. افترض لابلاس من دون الفهم عن «عدم التغاير» للعالم لورينتز في الحقول الثابتة، أنه عندما يتحرك جسم مثل الأرض حول الشمس، فإن جذب الأرض لنقد يكون باتجاه المسقط الفوري للشمس، ولكن باتجاه المكان الذي كانت فيه الشمس إذا ما أُخّر الموضع باستخدام السرعة النسبية (يحدث هذا التأخير عمليًا مع المسقط البصري للشمس، ويسمى الانحراف الشمسي السنوي). مع ثبات الشمس في نقطة الأصل، عندما تتحرك الأرض في مدار من دائرة نصف قطرها R، والسرعة v، مع افتراض حتى تأثير الجاذبية يتحرك بالسرعة c، يتحرك مسقط الشمس الحقيقي قبل المسقط البصري، بمقدار يساوي vR/c، وهووقت انتنطق الجاذبية من الشمس إلى الأرض مضروبًا بالسرعة النسبية للشمس والأرض. كما هومشروح في الشكل 1، فإن شدة الجاذبية (إذا تصرفت مثل الموجة، كالضوء) سيظل دائمًا في اتجاه سرعة الأرض، بحيث تُسحب الأرض دائمًا نحوالموضع البصري للشمس، بدلًا من مسقطها العملي. ما يؤدي إلى جر الأرض، والذي من شأنه حتى يتسبب في خروج مدار الأرض عن موضعه. يفترض أن يُكبح هذا الخروج بمقدار v/c مقارنة بالقوة التي تُبقي الأرض في المدار؛ وبما حتى مدار الأرض مستقر، يجب حتىقد يكون ثابت لابلاس c كبيرًا جدًا. كما هوالآن، يمكن اعتباره لا نهاية في حد الحركة الخطية الثابتة، لأنه كتأثير ساكن سيكون لحظيًا من بُعد عندما يرى المراقبون بسرعة عرضية ثابتة. بالنسبة للمدارات التي تتغير فيها السرعة (اتجاه السرعة) ببطء، فهي لا نهائية تقريبًا.

يتحرك الجسم المُنجذب إلى جسم جاذب متحرك بسرعة ثابتة نحومسقطه الفوري دون تأخير، لكل من الجاذبية والشحن الكهربائي. في معادلة مجال تتوافق مع النسبية الخاصة (أي معادلة لورينتز لعدم التغاير)، تكون حركة التجاذب بين الشحنات الساكنة التي تتحرك بسرعة ثابتة نسبية موجهة دائمًا نحوالموضع الآني للشحنة (في هذه الحالة، «شحنة الجاذبية» للشمس)، لا الموضع المتأخر للشمس. عندما يتحرك جسم ما في المدار بسرعة ثابتة مع تغيير اتجاه السرعة v،قد يكون التأثير على المدار v2/c2، ويحافظ هذا التأثير على الطاقة والزخم الزاوي، بحيث لا تتحلل المدارات.


مقارنات الديناميكا الكهربائية

النظريات المبكرة

لورنتز

نماذج لورنتز المتغايرة

النسبية العامة

الخلفية

انحراف اتجاه المجال في النسبية العامة ، لمراقب متسارع ضعيف

الاصطلاحات الصيغية

القياسات

المصادر

  1. ^ Flanagan, E.E. and Hughes, S.A., 2005. "The basics of gravitational wave theory", New Journal of Physics, 7(1), p.204.
  2. ^ Gravity: An Introduction to Einstein's General Relativity.
  3. ^ Taylor, Edwin F. and Wheeler, John Archibald, Spacetime Physics, 2nd edition, 1991, p. 12.
  4. ^ Verrier U. Le (1859). "Lettre de M. Le Verrier à M. Faye sur la théorie de Mercure et sur le mouvement du périhélie de cette planète". C. R. Acad. Sci. 49: 379–383. Unknown parameter |تاريخ الأرشيف= ignored (help); Unknown parameter |مسار الأرشيف= ignored (help)
  5. ^ Laplace, P.S.: (1805) "A Treatise in Celestial Mechanics", Volume IV, Book X, Chapter VII, translated by N. Bowditch (Chelsea, New York, 1966)

انظر ايضا

  • Kopeikin, Sergei M. (2001). "Testing Relativistic Effect of Propagation of Gravity by Very-Long Baseline Interferometry". Astrophys. J. 556 (1): L1–L6. arXiv:gr-qc/0105060. Bibcode:2001ApJ...556L...1K. doi:10.1086/322872.
  • Asada, Hidecki (2002). "The Light-cone Effect on the Shapiro Time Delay". Astrophys. J. 574 (1): L69–L70. arXiv:astro-ph/0206266. Bibcode:2002ApJ...574L..69A. doi:10.1086/342369.
  • Will, Clifford M. (2003). "Propagation Speed of Gravity and the Relativistic Time Delay". Astrophys. J. 590 (2): 683–690. arXiv:astro-ph/0301145. Bibcode:2003ApJ...590..683W. doi:10.1086/375164.
  • Fomalont, E. B. & Kopeikin, Sergei M. (2003). "The Measurement of the Light Deflection from Jupiter: Experimental Results". Astrophys. J. 598 (1): 704–711. arXiv:astro-ph/0302294. Bibcode:2003ApJ...598..704F. doi:10.1086/378785.
  • نطقب:Cite arXiv
  • Kopeikin, Sergei M. (2003). "The Post-Newtonian Treatment of the VLBI Experiment on September 8, 2002". Phys. Lett. A. 312 (3–4): 147–157. arXiv:gr-qc/0212121. Bibcode:2003PhLA..312..147K. doi:10.1016/S0375-9601(03)00613-3.
  • نطقب:Cite arXiv
  • Kopeikin, Sergei M. (2004). "The Speed of Gravity in General Relativity and Theoretical Interpretation of the Jovian Deflection Experiment". Classical and Quantum Gravity. 21 (13): 3251–3286. arXiv:gr-qc/0310059. Bibcode:2004CQGra..21.3251K. doi:10.1088/0264-9381/21/13/010.
  • Samuel, Stuart (2003). "On the Speed of Gravity and the v/c Corrections to the Shapiro Time Delay". Phys. Rev. Lett. 90 (23): 231101. arXiv:astro-ph/0304006. Bibcode:2003PhRvL..90w1101S. doi:10.1103/PhysRevLett.90.231101. PMID 12857246.
  • Kopeikin, Sergei & Fomalont, Edward (2006). "On the speed of gravity and relativistic v/c corrections to the Shapiro time delay". Physics Letters A. 355 (3): 163–166. arXiv:gr-qc/0310065. Bibcode:2006PhLA..355..163K. doi:10.1016/j.physleta.2006.02.028.
  • نطقب:Cite arXiv
  • Kopeikin, Sergei & Fomalont, Edward (2006). "Aberration and the Fundamental Speed of Gravity in the Jovian Deflection Experiment". Foundations of Physics. 36 (8): 1244–1285. arXiv:astro-ph/0311063. Bibcode:2006FoPh...36.1244K. doi:10.1007/s10701-006-9059-7.
  • Carlip, Steven (2004). "Model-Dependence of Shapiro Time Delay and the "Speed of Gravity/Speed of Light" Controversy". Class. Quantum Grav. 21 (15): 3803–3812. arXiv:gr-qc/0403060. Bibcode:2004CQGra..21.3803C. doi:10.1088/0264-9381/21/15/011.
  • Kopeikin, Sergei M. (2005). "Comment on 'Model-dependence of Shapiro time delay and the "speed of gravity/speed of light" controversy". Class. Quantum Grav. 22 (23): 5181–5186. arXiv:gr-qc/0510048. Bibcode:2005CQGra..22.5181K. doi:10.1088/0264-9381/22/23/N01.
  • Pascual-Sánchez, J.-F. (2004). "Speed of gravity and gravitomagnetism". Int. J. Mod. Phys. D. 13 (10): 2345–2350. arXiv:gr-qc/0405123. Bibcode:2004IJMPD..13.2345P. doi:10.1142/S0218271804006425.
  • Kopeikin, Sergei (2006). "Gravitomagnetism and the speed of gravity". Int. J. Mod. Phys. D. 15 (3): 305–320. arXiv:gr-qc/0507001. Bibcode:2006IJMPD..15..305K. doi:10.1142/S0218271806007663.
  • Samuel, Stuart (2004). "On the Speed of Gravity and the Jupiter/Quasar Measurement". Int. J. Mod. Phys. D. 13 (9): 1753–1770. arXiv:astro-ph/0412401. Bibcode:2004IJMPD..13.1753S. doi:10.1142/S0218271804005900.
  • Kopeikin, Sergei (2006). "Comments on the paper by S. Samuel "On the speed of gravity and the Jupiter/Quasar measurement"". Int. J. Mod. Phys. D. 15 (2): 273–288. arXiv:gr-qc/0501001. Bibcode:2006IJMPD..15..273K. doi:10.1142/S021827180600853X.
  • Kopeikin, Sergei & Fomalont, Edward (2007). "Gravimagnetism, Causality, and Aberration of Gravity in the Gravitational Light-Ray Deflection Experiments". General Relativity and Gravitation. 39 (10): 1583–1624. arXiv:gr-qc/0510077. Bibcode:2007GReGr..39.1583K. doi:10.1007/s10714-007-0483-6.
  • Kopeikin, Sergei & Fomalont, Edward (2008). "Radio interferometric tests of general relativity". "A Giant Step: From Milli- to Micro-arcsecond Astrometry", Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium. 248 (S248): 383–386. arXiv:0912.4038. Bibcode:2008IAUS..248..383F. doi:10.1017/S1743921308019613.
  • Zhu, Yin (2011). "Measurement of the Speed of Gravity". Chinese Physics Letters. 28 (7): 070401. arXiv:1108.3761. Bibcode:2011ChPhL..28g0401Z. doi:10.1088/0256-307X/28/7/070401.


وصلات خارجية

  • Does Gravity Travel at the Speed of Light? in The Physics FAQ (also here).
  • Measuring the Speed of Gravity at MathPages
  • Hazel Muir, First speed of gravity measurement revealed, a New Scientist article on Kopeikin's original announcement.
  • Clifford M. Will, Has the Speed of Gravity Been Measured?.
  • Kevin Carlson, MU physicist defends Einstein's theory and 'speed of gravity' measurement.
تاريخ النشر: 2020-06-09 09:06:05
التصنيفات: Pages with citations using unsupported parameters, تأثيرات الجاذبية, تاريخ الفيزياء

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

وزير الأوقاف ومحافظ الغربية يفتتحان مسجد عمر بن عبد العزيز بسمنود

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:27
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 59%

من يكون الطبيب الخاص للملك محمد السادس والمدير الجديد لمصحة القصر

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:45
مستوى الصحة: 61% الأهمية: 71%

ما حكم تسمية المولودة باسم نور الله؟ الإفتاء تُجيب 

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:25
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 56%

المغاربة وتأشيرة شينغن: يوميات إذلال معلن

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:47
مستوى الصحة: 71% الأهمية: 77%

في اجتماع له معهم.. إيلون ماسك يشير إلى تسريح محتمل بين موظفي "تويتر"

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:19:05
مستوى الصحة: 48% الأهمية: 65%

تداول 37 ألف طن بضائع عامة ومتنوعة و321 شاحنة بموانئ البحر الأحمر

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:24
مستوى الصحة: 45% الأهمية: 55%

«إهمال أدى لموت».. بيان برلماني حول عقار الظاهر المنهار

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:35
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 53%

في ذكرى وفاته.. الشيخ الشعراوي من دقادوس إلى مسامع الدنيا 

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:30
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 61%

المحكمة الأوروبية تتدخل في ملف سعدون وتوجه طلبا خاصا لروسيا

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:49
مستوى الصحة: 65% الأهمية: 81%

حلف الناتو: الجزائر بلد غير موثوق ويلعب بنار الغاز في جنوب أوروبا

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:38
مستوى الصحة: 74% الأهمية: 84%

وزير الداخلية الاسباني: التعاون مع المغرب “يبعث على الرضا التام”

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:43
مستوى الصحة: 61% الأهمية: 85%

البيتكوين: قصة البلد الذي يمكنك أن تشتري فيه أي شيء بهذه العملة

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:39
مستوى الصحة: 66% الأهمية: 81%

«اِجمَعُوا الكِسَرَ».. مبادرة للتوعية بتدبير البيت

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:31
مستوى الصحة: 47% الأهمية: 62%

خاص| صرف تعويضات لأسر ضحايا عقار الظاهر المنهار

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:37
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 63%

طارق السعيد يعتذر لجماهير الأهلي

المصدر: الأهلى . كوم - مصر التصنيف: رياضة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:14
مستوى الصحة: 40% الأهمية: 48%

خطيب الجامع الأزهر: استقرار المجتمعات والأوطان نابع من استقرار الأسرة

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:36
مستوى الصحة: 56% الأهمية: 64%

«الأرصاد»: فصل الصيف يبدأ الثلاثاء ويستمر لمدة 3 أشهر

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:25
مستوى الصحة: 58% الأهمية: 69%

ارتفاع أسعار مواد البناء..استثمارات مهددة ومياومون على الحافة؟

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:41
مستوى الصحة: 74% الأهمية: 76%

حفظ القرآن في سن 11 عاما| «الشعراوي».. تاريخ في الدعوة لخدمة قضايا الأمة

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:33
مستوى الصحة: 58% الأهمية: 66%

سيولة الأسهم المحلية تتجاوز 3 مليارات درهم في أخر جلسات الأسبوع

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:19:05
مستوى الصحة: 50% الأهمية: 50%

"الموارد البشرية والتوطين" تؤكد أهمية الإلتزام بنظام حماية الأجور

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:19:04
مستوى الصحة: 48% الأهمية: 62%

السبت.. طقس شديد الحرارة ونشاط الرياح والقاهرة تُسجل 34 درجة

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-06-17 15:18:28
مستوى الصحة: 57% الأهمية: 65%

تحميل تطبيق المنصة العربية