Sẽ mất bao lâu để giếng hấp dẫn do Mặt trời tạo ra biến mất và Trái đất và phần còn lại của các hành tinh bay vào vũ trụ?
Trong tập đầu tiên của Hướng dẫn về không gian, một phiên bản cạo sạch của tôi, đi theo tầng hầm đã giải thích mất bao lâu để ánh sáng đi từ Mặt trời đến Trái đất. Để trả lời câu hỏi đó, phải mất khoảng 8 phút và 20 giây để thực hiện chuyến đi.
Nói cách khác, nếu Mặt trời đột nhiên biến mất khỏi không gian, chúng ta vẫn thấy nó tỏa sáng trên bầu trời trong hơn 8 phút trước khi mọi thứ chìm trong bóng tối. Người sao Hỏa sẽ mất khoảng 12 phút để nhận thấy Mặt trời đã biến mất và New Horizons gần Pluto sẽ thấy sự thay đổi trong hơn 4 giờ.
Mặc dù ý tưởng này hơi khó hiểu, nhưng tôi chắc chắn rằng bạn đã vùi đầu vào nó. Chúng tôi chắc chắn đã tiếp tục về nó ở đây trong chương trình này. Càng nhìn sâu vào không gian, bạn càng quay ngược thời gian vì tốc độ ánh sáng, nhưng bạn đã bao giờ xem xét tốc độ của trọng lực chưa?
Hãy để Lùi trở lại ví dụ ban đầu và loại bỏ Mặt trời một lần nữa. Sẽ mất bao lâu để giếng hấp dẫn do Mặt trời tạo ra biến mất.
Khi nào Trái đất và phần còn lại của các hành tinh bay vào vũ trụ mà không có Mặt trời giữ toàn bộ Hệ Mặt trời cùng với trọng lực của nó? Nó sẽ xảy ra ngay lập tức, hay sẽ mất thời gian để thông tin đến Trái đất?
Nghe có vẻ như một câu hỏi đơn giản, nhưng nó thực sự rất khó để nói. Lực hấp dẫn, so với các lực khác trong Vũ trụ, thực sự khá yếu. Nó thực tế không thể kiểm tra trong phòng thí nghiệm.
Theo Thuyết tương đối của Einstein, các biến dạng trong không thời gian gây ra bởi khối lượng - còn được gọi là trọng lực - sẽ lan truyền ra với tốc độ ánh sáng. Nói cách khác, ánh sáng từ Mặt trời và lực hấp dẫn của Mặt trời sẽ biến mất cùng một lúc từ góc nhìn Trái đất.
Nhưng đó chỉ là một lý thuyết và một loạt các toán học ưa thích. Có cách nào để kiểm tra điều này trong thực tế không? Các nhà thiên văn học đã tìm ra cách để suy luận điều này một cách gián tiếp bằng cách xem các tương tác với các vật thể lớn trong không gian.
Trong hệ thống nhị phân PSR 1913 + 16, có một cặp pulsar quay quanh nhau chỉ trong một vài lần lớn hơn chiều rộng của Mặt trời. Khi chúng quay xung quanh nhau, các pulsar tự làm cong không thời gian bằng cách giải phóng sóng hấp dẫn. Và sự giải phóng sóng hấp dẫn này làm cho các xung chậm lại.
Thật tuyệt vời khi các nhà thiên văn học thậm chí có thể đo được sự phân rã quỹ đạo này, nhưng điều tuyệt vời hơn nữa là họ sử dụng quá trình này để đo tốc độ của trọng lực. Khi họ thực hiện các tính toán, các nhà thiên văn học đã xác định tốc độ của trọng lực nằm trong phạm vi 1% tốc độ ánh sáng - đó là đủ gần.
Các nhà khoa học cũng đã sử dụng các quan sát cẩn thận của Sao Mộc để có được con số này. Bằng cách xem trọng lực của Sao Mộc làm cong ánh sáng từ một quasar nền khi nó đi qua phía trước, họ có thể xác định rằng tốc độ của trọng lực nằm trong khoảng từ 80% đến 120% tốc độ ánh sáng. Một lần nữa, điều đó đủ gần.
Vì vậy, có bạn đi. Tốc độ của trọng lực bằng tốc độ ánh sáng. Và nếu Mặt trời đột nhiên biến mất, chúng ta sẽ vui mừng khi nhận được tất cả các tin tức xấu cùng một lúc.
Trọng lực là một tình nhân khắc nghiệt. Hãy kể cho chúng tôi một câu chuyện về lực hấp dẫn thời gian quá nhanh đối với bạn. Đặt nó trong các ý kiến dưới đây.
Podcast (âm thanh): Tải xuống (Thời lượng: 3:51 - 3,5 MB)
Theo dõi: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Tải xuống (Thời lượng: 4:14 - 50.4MB)
Theo dõi: Apple Podcasts | Android | RSS
