¿Cómo podría Einstein predecir la onda gravitacional con la tecnología disponible en ese momento?

El movimiento de las cargas eléctricas hacia arriba y hacia abajo de una antena crea ondas de radio, un tipo de radiación electromagnética .

De la misma manera, razonó Einstein, las ondas de radiación gravitacional deben emerger cuando las masas se mueven. Pero estas ondas no viajarían a través del espacio como lo hace la luz. En cambio, estas ondas se ondularían como terremotos en el marco mismo del espacio y el tiempo, o el espacio-tiempo .

Alternativamente estirando y exprimiendo el espacio, la ola en el sitio de los agujeros negros en conflicto habría estirado a un hombre de 1.8 metros (6 pies) a 3.7 metros. En un milisegundo, lo habría reducido a 0,9 metros (3 pies), antes de estirarlo nuevamente.

Einstein nunca imaginó fuentes tan escandalosas para sus olas. En la década de 1910, el universo parecía relativamente tranquilo. Así que Einstein imaginó estas ondas que se ondulaban desde dos estrellas, por ejemplo, ya que simplemente se orbitaban entre sí. Él y otros sabían que las ondas espacio-temporales de tales eventos serían débiles. Ciertamente, serían demasiado débiles para molestarse en buscar.

Muchos científicos incluso se preguntaron si tales ondas existían.

Las dos partes discutieron sobre esto durante décadas. Hasta finales de la década de 1950, de todos modos. Luego, un joven Joseph Weber de la Universidad de Maryland en College Park decidió que era hora de resolver la cuestión. Construiría un detector de ondas de gravedad.

Gracias

“¿Cómo pudo Einstein predecir las ondas gravitacionales hace 100 años?”

Einstein no predijo tal cosa … solo observó que la gravedad existe y trató de explicarla (como una geometría (espacio-temporal), no una fuerza, campo, partícula u onda).

Hasta la fecha, la gravedad “en sí misma” no se ha observado, pero las recientes pruebas de LIGO han demostrado que las perturbaciones masivas en lugares distantes del universo “moverán” las partículas aquí en la Tierra, lo que demuestra que algo se está “transmitiendo” desde ese punto a aquí … aunque se comporta como una ‘ola’, la forma / mecánica de esa transmisión es aún desconocida.

Actualización : me equivoqué en mi declaración inicial (ver comentarios), lo siento por mi respuesta en ignorancia. Estoy muy familiarizado con la relatividad especial y general (que no menciona las ‘ondas gravitacionales’), y supuse erróneamente que los científicos posteriores basaron su propia hipótesis en la relatividad general, pero resulta que (para mí) Einstein sí lo hizo. haga una publicación de 1918 titulada: “On Gravitational Waves”.

Pero Einstein nunca aceptó su propia hipótesis, al menos públicamente. Del artículo de Wikipedia sobre ondas gravitacionales:

“En 1936, Einstein y Nathan Rosen presentaron un documento a Physical Review en el que afirmaban que las ondas gravitacionales no podían existir en la teoría completa de la relatividad general porque cualquier solución de las ecuaciones de campo tendría una singularidad. El diario envió su manuscrito para ser revisado por Howard P. Robertson, quien (anónimamente) informó que las singularidades en cuestión eran simplemente las singularidades de coordenadas inofensivas de las coordenadas cilíndricas empleadas. Einstein, que no estaba familiarizado con el concepto de revisión por pares, retiró enojado el manuscrito, para nunca volver a publicarlo en Physical Review. No obstante, su asistente Leopold Infeld, que había estado en contacto con Robertson, convenció a Einstein de que la crítica era correcta y que el documento fue reescrito con la conclusión opuesta (y publicado en otra parte). [1] “

Pero incluso en la hipótesis de publicación de Einstein de 1918, los efectos de la gravedad permanecieron constantes y no variaron (como una onda): para que ocurriera este fenómeno de ‘onda’, se necesitarían dos cuerpos orbitando entre sí para generarlo (la onda estaría en su “pico” cuando los cuerpos estaban alineados hacia el observador, y en su punto más bajo cuando eran perpindiculares, pero yo llamaría a esto una variación (o “cáustica”) más que una “onda”). La detección de LIGO fue en el momento de la fusión de dos agujeros negros que orbitan entre sí, la ‘circunstancia gravitacional’ más alta conocida hasta ahora en el universo.

Pero incluso con todo eso, la forma (mecánica) de la gravedad (y lo que viaja “a través” o “a través”) sigue siendo un misterio.

PD: ¿qué se hace con respuestas incorrectas en Quora? ¿Borra los? Eso de alguna manera parece deshonesto …

PPS: Pero esta pregunta sirve para subrayar cómo la definición inexplicada comúnmente entendida de un término, y el uso que hace la ciencia de ese término a pesar de eso, puede deformar una comprensión ‘común’ (como la mía) de lo que realmente está sucediendo.

Notas al pie

[1] Una breve historia de las ondas gravitacionales

En 1915, Einstein ya tenía toda la tecnología necesaria para predecir la existencia de ondas gravitacionales; Un lápiz y papel.

Desarrollar la tecnología para detectarlos realmente tomó otro siglo.

Einstein es un físico teórico. Utilizó las matemáticas disponibles para desarrollar la teoría de la gravedad neutoniana, tomando en consideración su teoría de la relatividad especial (1905). También le ayudó el concepto de geometría de Riman y el espacio de Hilbert, además del tensor de Ricii y El concepto matricial. Todos estos conceptos lo inspiraron después de unos diez años con un arduo trabajo para descubrir la ecuación de la relatividad general, que es la teoría del nuevo concepto de la fuerza de gravedad, es una curvatura del tejido del espacio-tiempo debido a la distribución de la materia. en el tejido del espacio-tiempo descrito por la equetion,
Rμν − 1 / 2gμνR = 8πGc4Tμν,
La solución de esta ecuación para diferentes condiciones da todas las predicciones.

No entiendo por qué esta predicción en particular es tan difícil de “entender”.

Suponiendo que comprenda la idea de que la gravedad dobla el espacio y el tiempo, entonces se deduce que, por supuesto , habría ondas de gravedad de una fuente como 2 agujeros negros que orbitan entre sí. Es obvio.