Kuinka kauan kestäisi, että Auringon luoma gravitaatiokaivo katoaisi ja Maa ja muut planeetat lentävät avaruuteen?
Avaruusoppaan aivan ensimmäisessä jaksossa kellarissani kumartuneena puhtaasti leikattu versio minusta selitti, kuinka kauan kestää, että valo pääsee Auringosta Maahan. Tähän kysymykseen vastaaminen kestää noin 8 minuuttia ja 20 sekuntia matkan tekemiseen.
Toisin sanoen, jos aurinko katoaisi yhtäkkiä itse avaruudesta, näkisimme sen edelleen paistavan taivaalla yli 8 minuuttia ennen kuin kaikki pimeni. Marsilaisilla kesti noin 12 minuuttia huomata, että aurinko on poissa, ja New Horizons, joka on melkein Plutossa, ei näkisi muutosta yli neljään tuntiin.
Vaikka tämä ajatus on hieman mullistava, olen varma, että olet kietoutunut sen ympärille. Olemme varmasti käsitelleet sitä täällä tässä esityksessä. Mitä pidemmälle katsot avaruuteen, sitä pidemmälle katsot ajassa taaksepäin valonnopeuden vuoksi, mutta oletko koskaan ajatellut painovoiman nopeutta?
Palataan alkuperäiseen esimerkkiin ja poistetaan aurinko uudelleen. Kuinka kauan kestää, että Auringon luoma gravitaatiokaivo katoaisi.
Milloin maa ja muut planeetat lentävät avaruuteen ilman, että aurinko pitää koko aurinkokuntaa yhdessä painovoimansa kanssa? Tapahtuuko se välittömästi vai kestäisikö tiedon saapuminen Maahan?
Se kuulostaa yksinkertaiselta kysymykseltä, mutta itse asiassa sitä on todella vaikea sanoa. Painovoima verrattuna muihin maailmankaikkeuden voimiin on itse asiassa melko heikko. Sitä on käytännössä mahdotonta testata laboratoriossa.
Einsteinin suhteellisuusteorian mukaan massan aiheuttamat aika-avaruuden vääristymät – tunnetaan myös painovoimana – etenevät valon nopeudella. Toisin sanoen Auringon valon ja Auringon painovoiman pitäisi kadota täsmälleen samaan aikaan Maan näkökulmasta.
Mutta se on vain teoria ja joukko hienoa matematiikkaa. Onko mitään tapaa testata tätä todellisuudessa? Tähtitieteilijät ovat keksineet tavan päätellä tämä epäsuorasti tarkkailemalla vuorovaikutusta massiivisten esineiden kanssa avaruudessa.
Binäärijärjestelmässä PSR 1913+16 on pulsaripari, joka kiertää toisiaan vain muutaman kerran Auringon leveyttä suuremmalla alueella. Pyöriessään toistensa ympärillä pulsarit vääntävät itse aika-avaruutta vapauttamalla gravitaatioaaltoja. Ja tämä gravitaatioaaltojen vapautuminen saa pulsarit hidastamaan.
On hämmästyttävää, että tähtitieteilijät voivat jopa mitata tämän kiertoradan vaimenemisen, mutta vielä hämmästyttävämpi osa on, että he käyttävät tätä prosessia painovoiman nopeuden mittaamiseen. Kun he tekivät laskelmia, tähtitieteilijät määrittelivät painovoiman nopeuden olevan 1 prosentin sisällä valon nopeudesta - se on tarpeeksi lähellä.
Tiedemiehet ovat myös käyttäneet Jupiterin huolellisia havaintoja saadakseen tämän luvun. Katsomalla, kuinka Jupiterin painovoima vääntelee taustakvasaarin valoa sen kulkiessa edestä, he pystyivät määrittämään, että painovoiman nopeus on 80–120 prosenttia valon nopeudesta. Jälleen, se on tarpeeksi lähellä.
Joten siinä mennään. Painovoiman nopeus on yhtä suuri kuin valon nopeus. Ja jos Aurinko yhtäkkiä katoaisi, saamme mielellämme kaikki huonot uutiset samaan aikaan.
Painovoima on ankara rakastajatar. Kerro meille tarina aikagravitaatiosta, joka oli sinulle liian nopea. Laita se alla oleviin kommentteihin.
Podcast (ääni): ladata (Kesto: 3:51 – 3,5 Mt)
Tilaa: Applen podcastit | RSS
Podcast (video): ladata (Kesto: 4:14 – 50,4 Mt)
Tilaa: Applen podcastit | RSS