重力の速度
BackgroundEdit
一般相対性理論では、重力放射が存在し、光速で波として伝わっていくはずだと予測されています。 ゆっくりと進化する弱い重力場は、一般相対性理論によれば、ニュートン重力のような効果をもたらします (これは、前述のグラビトンや、同様の力を運ぶ粒子の存在には依存しません)。
重力電気的に相互作用する2つの粒子の一方を突然ずらすと、光速に相当する遅延の後、もう一方はずらした粒子の不在を感じることになります。ハルス・テーラー連星のような星系の四重極モーメントの変化による加速は、理論的には光速で伝わる重力波として多くのエネルギー (太陽の出力エネルギーのほぼ2%) を除去しています。
重力電気的に相互作用する2つの粒子アンサンブル、例えば。
重力電気的に相互作用する2つの粒子アンサンブル、例えば、お互いに一定の速度で動いている2つの惑星や星は、それぞれが光速の遅れなしに相手の体の瞬間的な位置に向かって力を感じます。
動いている体が「動かない体」から発せられる静電界に収差がないことから、ローレンツ不変性は、以前に動いていた体の参照フレームにおいて、(現在動いている) 発信体の磁力線が遠方で遅れたり収差したりしてはならないことを要求します。 動いている荷電体 (静的な重力場を放出している体を含む) は、距離によって曲がらない静的な磁力線を示し、それらに対して動いている体から見て、光速の遅延効果を示しません。
つまり、重力電場は定義上、静的で連続的なものなので、伝播しません。
つまり、重力電場は定義上、静的で連続的なものであるため、伝播しないのです。このような静電場の発生源が、それまで等速だったフレームに対して加速（例えば停止）されると、帯電体が等速であり続けるかのように、遠方の電場が更新され続けます。 この効果により、加速されていない移動電荷の遠方フィールドは、ソースオブジェクトが等速で移動しているフレームにおいて、遠方の位置から見て等速運動のために瞬時に「更新」されているように見えます。
重力場の静的かつ連続的な重力電気成分は、重力磁気成分 (重力放射) ではありません (Petrov 分類を参照)。
一般相対性理論における磁場の方向のずれ、弱い加速の観測者の場合Edit
一般相対性理論における重力相互作用の有限速度は、静的な場の効果にはそのような収差がないため、ニュートンが元々懸念していた重力の収差の問題にはつながりません。 太陽に対する地球の加速度は小さいので（つまり、近似的に、2つの天体は速度が変わらずにお互いに直線的に通過しているとみなすことができる）、一般相対性理論で計算された軌道の結果は、等速の相対運動をしている静場の振る舞いでモデル化されているので、距離で瞬間的に作用するニュートン重力の結果と同じであり、関係する力の収差はありません。 計算はかなり複雑になりますが、一般相対性理論における静磁場は、加速していない観測者（または地球のように弱く加速した観測者）から見ても収差の問題がないことを示すことができます。 同様に、移動する電荷からの磁場の電磁リエナール-ウィーハートポテンシャル理論における「静的項」は、収差や位置の後退の問題を起こしません。
重力相互作用が光速以外の速度で伝播するような自己矛盾した重力理論を構築することは実際にはあまり容易ではなく、この可能性についての議論は複雑になっています。
式の規則
一般相対性理論では、メートルテンソルが重力ポテンシャルを、時空多様体のクリストフェル記号が重力場を象徴している。
測定
より深い背景を知りたい読者のために、重力速度の定義と、高精度のアストロメトリックなどによる測定についての包括的なレビューが、教科書「Relativistic Celestial Mechanics in the Solar System」に掲載されています。
PSR 1913+16の軌道減衰
重力の速さ（正確には重力波の速さ）は、連星パルサーPSR 1913+16（前述のハルス・テーラー連星系）とPSR B1534+12の軌道減衰率の観測から計算することができます。 これらの連星パルサーの軌道は、重力放射によるエネルギーの損失によって崩壊している。 このエネルギー損失の割合（「重力減衰」）は測定することができ、それは重力の速度に依存するため、測定値を理論と比較すると、重力の速度は1%以内で光の速度と等しいことがわかります。 しかし、PPN形式論の設定によれば、理論結果と実験結果を比較して重力の速度を測定することは理論に依存し、一般相対性理論以外の理論を用いれば原理的には異なる速度を示すことになりますが、重力の減衰が全く存在しないということは、速度が無限ではないことを意味します。
Jovian occultation of QSO J0842+1835 (contested)
2002年9月、Sergei KopeikinとEdward Fomalontは、明るい電波源であるクエーサーQSO J0842+1835の視線上を木星が通過する際に、木星の軌道上の遅れた位置をVLBIで測定したデータを用いて、間接的に重力の速度を測定したことを発表しました。 コペイキンとフォマロンは、重力の速さは光の速さの0.8倍から1.2倍であると結論づけており、重力の速さは光の速さと全く同じであるという一般相対性理論の理論的予測と完全に一致することになります。
クリフォード・M・ウィルやスティーブ・カーリップをはじめとする複数の物理学者が、測定結果を誤って解釈したとされる理由でこれらの主張を批判しています。
この論争では、一般相対性理論が「間違っている」と主張している人はいないことを覚えておきましょう。
しかし、コペイキンとフォマロンは、ジョビアン実験の結果がAAS科学組織委員会の専門家によって査読された後に行われたアメリカ天文学会の記者会見で、自分たちの主張と結果の発表方法について激しく主張し続けています。 後に発表されたコペイキンとフォマロンの論文では、時空間のヌルコーンを重力用と光用の2つに分割するバイメトリック形式を用いて、浅田の主張は理論的に根拠のないものだと主張している。
また、スチュアート・サミュエルは、この実験では重力の効果が小さすぎて実際には重力の速度を測定していないことを示しました。
GW170817と2つの中性子星の終焉
2017年のGW170817の検出は、重力波とガンマ線の両方を通して観測された中性子星のインスパイラルのファイナリストであり、現在のところ、光の速度と重力の速度の差に対する最高の制限を提供しています。 重力波のピーク放射から1.7秒後に光子が検出されました。0秒から10秒の遅延があると仮定すると、重力波と電磁波の速度の差vGW – vEMは、光速の-3×10-15から+7×10-16倍の間に制約されます。
これにより、スカラー・テンソル理論の変形、ホルンデスキ理論のインスタンス、ホザヴァ・リフシッツ重力など、一般相対性理論に代わるいくつかの理論が除外されました。