Ondas gravitatorias

[Avicarlos]

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_gravitacional

Remito a los interesados para debatir la esencia de estas ondas, a este enlace de wikipedia, para no repetir ya lo conocido.

Tengo unas cuantas preguntas a realizar que posiblemente carecerán de respuesta, pero que pueden ayudar a dirigir la atención sobre lo no discutido.
Inicio:

1)--¿Estas supuestas ondas, se emiten?.
Si es así, ¿qué dirección toman?.

No es perogrullada, puesto que con la respuesta, podré debatir su existencia.

Saludos de Avicarlos.

[Alex]

El tema que planteas es meterse de lleno en la Teoria General de la Relatividad, y como te conozco, vamos a coger desde el principio, el toro por los cuernos y a "obligarte" a aceptar de entrada un postulado de Einstein que mas o menos dice: "La materia y la energia del espacio-tiempo son fuentes de campo gravitatorio" o sea que la pregunta 1.- ya esta contestada y además, si por definición tenemos que la gravedad es una manifestación de la curvatura del espacio-tiempo, llegas a la conclusión de que tanto materia como energía tienen la facultad de alterar la curvatura de este espacio-tiempo. Seguimos razonando (poco a poco y muy concentrado), y podemos decir: La gravedad es una manifestacion de la curvatura del espacio-tiempo. La materia y la energía tienen la propiedad de curvar el espacio, y la curvatura del espacio determina la redistribución de la masa y la energía, por tanto, al final, la gravedad es una propiedad global del espacio-tiempo. OK? Bueno, da igual, este acoplamiento geometria-materia-energía viene descrito en las famosas 10 ecuaciones de Einstein

La dirección es mas complicada de explicar, tenemos que ver antes una cosa. En teoría se podria hablar de un campo gravitatorio producido por un campo gravitatorio (la energia curva el espacio-tiempo) y esto tiene mucho que ver con la NO-LINEALIDAD de las ecuaciones que las gobiernan, pero además de esto, el principio de SUPERPOSICION (como en las ondas electromagneticas) NO ES VALIDO para estas ondas gravitatorias, por la misma razón: la no-lineaidad de las ecuaciones. Es decir no pueden existir ondas gravitatorias exactamente periódicas. Si por esto de las cosas raras de la física, dos ondas gravitacionales identicas, se encontrasen en cierta region del espacio-tiempo, no se superpondrían como las ondas electromagneticas, sino que chocarian y sus frentes de onda se deformarían y se produciría dispersión. Si estas ondas tuvieses suficiente intensidad (cosa muy dificil en estas ondas) podrian crearse singularidades en el espacio-tiempo y se podrían formar agujeros negros (supernovas, choques de galaxias, bueno choques de las ondas gravitacionales de los agujeros negros de galaxias...y cosas por el estilo).

Bueno, como todo tiene arreglo, si suponemos un espacio plano (un espacio cuadridimensional de Minkowski) y tratamos las desviaciones del espacio-tiempo como perturbaciones, puede llegarse a esta ecuacion de ondas para la gravedad:
[tex]\nabla^2 \delta g=-\frac{1}{c^2}\frac{\partial^2}{\partial t^2}\delta g\;\;\;\delta g=variaciones\;del\;tensor\;metrico[/tex]
esto es, se obtiene que satisface la ecuacion de ondas electromagneticas para todas sus componentes, y v coincide con c. Hay que dejar muy claro que a esta solución se le llama GRAVEDAD LINEALIZADA

Las ondas gravitacionales LINEALES, tienen por tanto propidades similares a las ondas electromagneticas, y sus efectos son transversales a la dirección de propagacion (igual que las electromagneticas) pero hay que recordar que estas soluciones son un poco artificiales y si el espacio real no es un espacio plano, esto no tiene mucho sentido físico. Por esto es muy importante el poder detectar estas ondas y obtener la información necesaria para conocer la curvatura del espacio-tiempo y sus propiedades en general, dilucidando de una vez si estamos en un espacio abierto, cerrado o plano entre otras cosas

Saludos, y no te metas en mas profundidades, que yo en esto de la TGR no estoy muy fino.... este post me ha costado casi ¡dos horas! en revisiones de la teoria.

Saludos

[Avicarlos]

No es mi intención incordiarte. Pero eres el único profesor que tengo a mano. Y en todo caso míralo por el lado bueno. Refrescas lo estudiado y ahora le podrás sacar jugo razonando al máximo las posibilidades que por decirlo así, a mí se me antojan y te las cito.

Si de estos razonamientos sale algo en claro...¿qué más quieres Baldomero?.

Por lo que acabas de describir, recordé a los fonones. ¿Tú no?.

Veamos, ¿Estas ondas, no son esféricas? ¿sólo planas?.¿En este caso su altura será intensidad?, porqué algún grosor le daremos digo yo. Si fueran esféricas, ya ni veo la forma de imaginar interacciones por más Schödinger que nos ayudara.
Y....¿avanzan? ¿en qué sentidos?. Supongamos que se empujan como los fonones hacen que se empujen las ondas sónicas. Es que lo que empujan, es másico, o ¿no?.

Y en este caso, ¿no se trata de la energía del punto cero en el espacio, conteniendo además de ondas electromagnéticas, cuantos másicos?.

Mucho gusto en seguir tus aclaraciones.

Saludos de Avicarlos.

[Comiqueso]

Abuelo, no se si son eso lo que tu dices, pero recuerdo haber visto fotos satelite de la NASA, en las que muestran ondas gravitacionales, o sus efectos sobre el aire o agua.

De toas formas, Yo siempre me he hechoi una pregunta... ¿A que velocidad viajan esas ondas en el espacio?

[Alex]

Y si me lo permites ¿Qué es lo que a nuestros mentores, no les permitió inferir que la masa se hallaba inmersa hasta el centro de cada partícula?. Porque es lo que a mí se me ocurre y ya ves que cojeo de dos piernas ante esta adelantada física

A traves de leer muchos "cientos" de tus post, me llama la atención la obsesión que tienes con la ubicacion de las masas. Vamos a ver una cosa, a ti te da igual que la masa de un proton este toda concentrada en el centro, como si esta distribuida por todo el volumen de ese protón, ¿porque te debe dar igual?, pues porque la particula va a pesar lo mismo y va crear el mismo campo gravitatorio y el mismo campo electromagnetico y esto no es de la física moderna, esto esta demostrado nada menos que por Newton!. Es decir para tus estudios gravitatorios del átomo puedes considerar que toda la masa esta en el centro de la particula o distribuida por todo el volumen, indistintamente (te da igual), siempre y cuando la distancia la tomes desde el centro geometrico de la particula. [NOTA: te da igual, mientras no quieras meterte a ver la gravedad DENTRO de una particula, claro está.]

La Teoría General de la Relatividad, es ante todo UNA TEORIA NO COMPROBADA, porque justamente las ondas gravitacionales no han sido detectadas todavía, aunque si se han detectado INDIRECTAMENTE (curvatura de la luz ante cuerpos masivos, el quasar no se cuantos -mira en google Hulse y Taylor- es un quasar que pierde energia/masa por emisión de ondas gravitatorias -es una fuente de ondas gravitacionales-), Dicho esto estas ondas son conocidas/estudiadas mediante lo que se llama GRAVEDAD LINEALIZADA, como ya te dije y por tanto al "linealizar" las ondas, actuan de similar manera que las electromagneticas y una de las caracteristicas importantes es su longitud de onda. Bueno pues la longitud de onda de una onda gravitatoria linealizada es del orden de VARIOS MILLONES DE kILOMETROS" es decir son ondas muy muy muy débiles (por eso no se encuentran) por lo que ahora puedes hacerte una idea de su amplitud (se acerca a encefalograma plano ) aunque no tengo ningun valor a mano ni calculado, si a esto le añades la distancia a la que estamos del dichoso quasar, tu me diras que onda nos va llegar a la Tierra. Además cuenta con las deformaciones del frente de ondas. En principio, entiendo que deben desplazarse por un plano, partiendo de la base que el espacio supuesto para poder linealizarlas es el espacio de Minkowski -curvatura 0- y en cuanto a su propagación no tienen ningun problema, ya que como te dije en el otro post, la energía (poca o mucha) que posee el campo gravitatorio, deforma el espacio-tiempo y por tanto genera mas gravedad y asi sucesivamente. Es como las ondas electromagneticas, que avanzan por la interaccion del campo electrico y el magnetico, es decir se autopropagan. Las gravitacionales es por la interaccion del campo gravitatorio con el propio espacio-tiempo.

Saludos

[Alex]

¿A que velocidad viajan esas ondas en el espacio?

Hola comiqueso, la velocidad de propagacion es la de la luz, según se desprende la propia T.G.R. es decir se propagan a una velocidad finita, en contraposición a la Teoria de Newton, de la que se desprende una velocidad infinita, y esta es solo una muestra de las diferencias importantes entre una teoria y otra! . Otra diferencia importante es por ejemplo cuando quieres calcular el campo gravitatorio total de dos cuerpos que se orbitan entre ellos (una binaria por ejemplo), Con Newton no tienes problemas, calculas uno, despues el otro y los sumas! esto con la TGR es impensable!! ya que para Einstein, estas ondas son no-lineales, o sea que no es valida la superposicion de ondas y por tanto ni las sumas ni las restas, ni las "interferencias"

Saludos

[Comiqueso]

Muchas gracias por la aclaracion, alex

[Avicarlos]

Me alegras enormemente Alex, al descubrir lo que se sabe y razonarlo. Me da pié a afianzarme más y más con mi idea, a la que de momento no veo que muestre una irreconciliable disposición ni con Einstein ni con Newton.

Todo es iniciar la exposición con una premisa nueva.

Tal como dices estoy con la idea fija de que la gravedad la causa la masa. Para más datos el cuanto másico, formado por el desaparecido fotón, convirtiéndo su energía en gravitón.

El hecho de que parezca que se desplaza la onda gravitatoria, no significa que lo haga.

A Newton le da igual el centro másico de las partículas que el geométrico, pero a mí no. Y además, considero que el cuanto másico es el centro de su campo másico infinito.
Este campo es inherente, por lo cual si de algo rígido se tratatra, al mover el cuanto a 1 m/s, el extremo infinito, se desplazaría a 1 m/s.

Y el centro másico de una partícula, puede o no coincidir con su centro geométrico, dependiendo de cual de ellas hablamos. Cuando hablamos de átomos y moléculas esto es aún má evidente, aunque para el cálculo sensible, nos es válido simplificar con el centro geométrico de la molécula. Pero en física de ingeniería, en la que los cuerpos ya son más que visibles, a las fuerzas actuantes se las aplica considerando su centro teórico másico y no el geométrico, por considerar la diversidad de densidades de las partes del objeto en cuestión.

Pero ya dije, que se podían convertir tanto los fotones en cuantos másicos como viceversa.

Al emitirse fotones, ya que la velocidad es lo suyo, merman cuantos másicos de las partículas.
Esto está demostrado con la pérdida de masa Solar debido a la emisión de fotones constantes.

Luego las ondas electromagnéticas, tiene algo que ver con la desaparición de campos gravitatorios de los cuantos másicos correspondientes.
Esto es lo que hace parecer que las ondas gravitacionales, se desplacen a la velocidad de la luz.
Realmente, si son másicas no se desplazan ellas por sí mismas por cuanto son estáticas. Son campos inherentes y si no se disuelven los cuantos másicos no pueden moverse un ápice.
La velocidad que se mueva la masa es la que mueve a todo su campo instantáneamente, o bien tendríamos que suponer que el campo es flexible, y además no solo es campo sino también masa, con la correspondiente inercia.

Y la pregunta 1), no se respondió aún quedando para intentarlo más adelante. Sin embargo la mía ya veis que es:
No se Emiten ondas másicas, Existe su campo inherente.

Seguiré con otra pregunta.

Saludos de Avicarlos.

[Avicarlos]

Abuelo, no se si son eso lo que tu dices, pero recuerdo haber visto fotos satelite de la NASA, en las que muestran ondas gravitacionales, o sus efectos sobre el aire o agua.

De toas formas, Yo siempre me he hechoi una pregunta... ¿A que velocidad viajan esas ondas en el espacio?

Sí Comiqueso, eso es lo que parece y le dan una interpretación, pero al mismo hecho, yo le doy otra. Y tan errado puedo estar con la mía, como la Nasa con la de ellos.

¿Has pensado en que por el Cosmos, existen más de una explosiones de objetos?. ¿Qué te hace pensar que lo que descubren no es ninguna interacción?. ¿Es que cuando se supone que se extinguió una Galaxia, creó una onda gravitatoria, tranquilamente para que se la viera desnuda?. ¿No pueden existir en mayor o menor valor más ondas de otras Galaxias, recientes, viejas o extintas?.
La explicación es larga y sale del tema pero tu segunda pregunta, la respondo en el post anterior.

No viajan a ninguna velocidad son campos estáticos inherentes a la masa que los muestra. Si la masa corresponde a un objeto que viaja a 10 km/h, pues verás la supuesta onda a 10 km/h.

En cambio, la masa perdida por el objeto, a base de emitir fotones, viaja a la velocidad de la luz. El objeto con los millones de años, habrá reducido su masa desaparecida a través de fotones a velocidad c, pero la masa gravitatoria, habrá reducido la intensidad de su campo paulatinamente y los gravitones no se habrán movido. Para moverse, se convirtieron en fotones.

Saludos de Avicarlos .

[GONZALO]

Hola. He leido con atención el post, y aunque no esté a vuestro nivel, perdonad mi pregunta:

Entiendo (mas o menos) la TGR. Entiendo la deformación del espacio y las consecuencias de la teoría de la relatividad. Lo que no entiendo es la emisión de ondas en plural. Es evidente que si se desplaza una masa se produce UN frente de onda que se deplaza por el espacio-tiempo.

Pero porqué un agujero negro o un cuásar es una fuente permanente de emisión de ondas gravitatorias ? Si su masa no cambia, porqué emite ondas ? Supongo que una masa estática produce una deformación del espacio, pero no emite ondas sobre esa deformación.

Que es lo que se me escapa ?

Y ya que estamos con la ronda de preguntas, hay otra cosa que nunca he entendido. Si masa y energía son equivalentes, y los fotones tienen energía, porqué no tienen masa?