Hoe reist een zwaartekrachtgolf over grote afstanden zonder zijn energie te verliezen? Kunnen ze eeuwig doorgaan zolang de Space?
Bedankt
De andere antwoorden gaan voorbij aan wat ik denk dat het probleem is waar het OP naar vraagt. In een verliesloos medium zal een bolvormig golfpakket zelf, veroorzaakt door een storing, zelf geen "energie verliezen". Als je over een groot volume integreert, krijg je een constante energie versus tijd. Natuurlijk zal de flux per oppervlakte-eenheid afnemen met dezelfde snelheid als de oppervlakte toeneemt, maar dat is een triviaal resultaat.
Maar , wanneer zwaartekrachtgolven materie passeren, zetten ze echt neer energie in de materie, en daardoor verzwakt worden. Het effect is heel erg klein voor een bepaalde hoeveelheid materie, maar het is niet nul en het universum is behoorlijk groot.
In dit antwoord op de vraag Transfer van energie van zwaartekracht terug naar andere "meer bekende" vormen van energie? Ik heb gezegd:
Dit komt uit het Wikipedia-artikel genoemd. Ik denk dat dit echt de moeite waard is om te lezen, omdat het niet alleen een deel van de fysica beschrijft die verband houdt met het geaccepteerde antwoord en het citeert van Feynmans argument over een kraal een stok, maar misschien geeft ook een beetje inzicht in de ontwikkeling van het vakgebied.
Feynman's argument
Later op de Chapel Hill-conferentie, Richard Feynman - die had erop gestaan om onder een pseudoniem te registreren om zijn minachting voor de huidige staat van de zwaartekrachtfysica uit te drukken - gebruikte Pirani's beschrijving om erop te wijzen dat een passerende zwaartekrachtgolf in principe een kraal op een stok zou moeten veroorzaken (dwars op de voortplantingsrichting van de golf gericht ) om heen en weer te schuiven, waardoor de hiel en de stok door wrijving worden verwarmd. Deze verwarming, zei Feynman, toonde aan dat de golf inderdaad energie gaf aan het kraal-en-stoksysteem, dus het moet inderdaad energie transporteren, in tegenstelling tot de mening die in 1955 door Rosen werd geuit.
In twee papers uit 1957 gebruikten Bondi en (afzonderlijk) Joseph Weber en John Archibald Wheeler dit kraalargument om gedetailleerde weerleggingen van Rosen's argument te presenteren. (5) (6)
(5) Bondi, Hermann (1957). "Plane gravitatiegolven in de algemene relativiteitstheorie". Nature 179 (4569): 1072-1073. Bibcode: 1957Natur.179.1072B. doi: 10.1038 / 1791072a0.
(6) Weber, Joseph & Wheeler, John Archibald (1957). ‘Realiteit van de cilindrische gravitatiegolven van Einstein en Rosen’. Rev. Mod. Phys. 29 (3): 509-515. Bibcode: 1957RvMP ... 29..509W. doi: 10.1103 / RevModPhys.29.509.
In de lege ruimte verspreiden ze zich, net als een lichtgolf, en worden ze minder intens naarmate ze verder van hun bron komen, maar verdwijnen nooit helemaal. Op een bepaald moment kunnen de golven van een gebeurtenis op afstand ondetecteerbaar worden in lokale ruis, of zo zwak dat kwantumeffecten relevant kunnen worden, maar in wezen sterven ze nooit uit.
Zoals @uhoh opmerkt, verliezen ze wel wat energie wanneer ze met materie omgaan.
Het is een golf, en net als elke andere golf verliest hij flux (power over area) met het kwadraat van de afstand. Dat wil zeggen, als je de afstand die hij aflegt verdubbelt, zal je golf een kwart van de flux hebben die hij had. Als je de afstand verdrievoudigt, heeft je golf een negende van de flux die hij had. Dit is een eigenschap van golven en kan worden waargenomen in lichtintensiteit, geluid en elke andere golf.
Technisch gezien zal de golf nooit volledig verdwijnen. Als de golf een miljoen keer de afstand aflegt, zal de golf verzwakken tot een biljoenste van wat hij was. Nog steeds niet nul, maar toch erg klein.