Притяжение масс и энергии: Гравитация во Вселенной.

Введение

Притяжение масс и энергии

В физике гравитация (от лат. gravitas — «вес») — это фундаментальное взаимодействие, вызывающее взаимное притяжение между всеми телами, обладающими массой. Гравитация является самой слабой из четырех фундаментальных взаимодействий, примерно в 1038 раз слабее сильного взаимодействия, в 1036 раз слабее электромагнитного взаимодействия и в 1029 раз слабее слабого взаимодействия. В результате она не оказывает существенного влияния на уровне субатомных частиц. Однако гравитация — наиболее значимое взаимодействие между объектами в макроскопическом масштабе, определяющее движение планет, звезд, галактик и даже света. На Земле гравитация придает вес физическим объектам, а гравитация Луны ответственна за приливы в океанах. Соответствующий антиподальный прилив обусловлен инерцией вращения Земли и Луны друг вокруг друга. Гравитация также выполняет множество важных биологических функций, направляя рост растений посредством гравитропизма и влияя на циркуляцию жидкостей в многоклеточных организмах. Гравитационное притяжение между первоначальной газообразной материей во Вселенной привело к её слиянию и образованию звезд, которые впоследствии сгустились в галактики, поэтому гравитация ответственна за многие крупномасштабные структуры во Вселенной. Гравитация имеет бесконечный радиус действия, хотя её эффект ослабевает с увеличением расстояния между объектами. Наиболее точное описание гравитации даёт общая теория относительности, предложенная Альбертом Эйнштейном в 1915 году, которая рассматривает гравитацию не как силу, а как искривление пространства-времени, вызванное неравномерным распределением массы и заставляющее массы двигаться по геодезическим линиям. Наиболее ярким примером такого искривления пространства-времени является чёрная дыра, из которой ничто — даже свет — не может вырваться, пересекая горизонт событий. Однако для большинства практических задач гравитация хорошо аппроксимируется законом всемирного тяготения Ньютона, который описывает гравитацию как силу, притягивающую любые два тела друг к другу, величина которой пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Современные модели физики частиц предполагают, что наиболее раннее проявление гравитации во Вселенной, возможно, в форме квантовой гравитации, супергравитации или гравитационной сингулярности, вместе с обычным пространством и временем, сформировалось в эпоху Планка (до 10−43 секунд после Большого взрыва), возможно, из первоначального состояния, такого как ложный вакуум, квантовый вакуум или виртуальная частица, пока ещё неизвестным образом. В настоящее время ученые работают над созданием теории гравитации, совместимой с квантовой механикой — теории квантовой гравитации, которая позволила бы объединить гравитацию в единую математическую структуру (теорию всего) с остальными тремя фундаментальными взаимодействиями физики.

In physics, gravity (from lat gravitas 'weight') is a fundamental interaction which causes mutual attraction between all things that have mass. Gravity is, by far, the weakest of the four fundamental interactions, approximately 1038 times weaker than the strong interaction, 1036 times weaker than the electromagnetic force and 1029 times weaker than the weak interaction. As a result, it has no significant influence at the level of subatomic particles. However, gravity is the most significant interaction between objects at the macroscopic scale, and it determines the motion of planets, stars, galaxies, and even light. On Earth, gravity gives weight to physical objects, and the Moon's gravity is responsible for sublunar tides in the oceans. The corresponding antipodal tide is caused by the inertia of the Earth and Moon orbiting one another. Gravity also has many important biological functions, helping to guide the growth of plants through the process of gravitropism and influencing the circulation of fluids in multicellular organisms. The gravitational attraction between the original gaseous matter in the universe caused it to coalesce and form stars which eventually condensed into galaxies, so gravity is responsible for many of the large scale structures in the universe. Gravity has an infinite range, although its effects become weaker as objects get farther away. Gravity is most accurately described by the general theory of relativity, proposed by Albert Einstein in 1915, which describes gravity not as a force, but as the curvature of spacetime, caused by the uneven distribution of mass, and causing masses to move along geodesic lines. The most extreme example of this curvature of spacetime is a black hole, from which nothing—not even light—can escape once past the black hole's event horizon. However, for most applications, gravity is well approximated by Newton's law of universal gravitation, which describes gravity as a force causing any two bodies to be attracted toward each other, with magnitude proportional to the product of their masses and inversely proportional to the square of the distance between them. Current models of particle physics imply that the earliest instance of gravity in the universe, possibly in the form of quantum gravity, supergravity or a gravitational singularity, along with ordinary space and time, developed during the Planck epoch (up to 10−43 seconds after the birth of the universe), possibly from a primeval state, such as a false vacuum, quantum vacuum or virtual particle, in a currently unknown manner. Scientists are currently working to develop a theory of gravity consistent with quantum mechanics, a quantum gravity theory, which would allow gravity to be united in a common mathematical framework (a theory of everything) with the other three fundamental interactions of physics.

Определения

Гравитация, также известная как гравитационное притяжение, — это взаимное притяжение между всеми массами во Вселенной. Гравитация — это гравитационное притяжение на поверхности планеты или другого небесного тела; термин "гравитация" может также включать, помимо гравитации, центробежную силу, возникающую в результате вращения планеты (см. #Гравитация Земли). Хотя взгляды Аристотеля были широко распространены в Древней Греции, другие мыслители, такие как Плутарх, верно предсказали, что притяжение гравитации не является исключительной особенностью Земли. Древнегреческий философ Архимед, хотя и не понимал гравитацию как силу, открыл центр тяжести треугольника. Он предположил, что если два равных веса не имеют общего центра тяжести, то центр тяжести обоих весов вместе будет находиться посередине линии, соединяющей их центры тяжести. Два столетия спустя римский инженер и архитектор Витрувий в своем труде «О архитектуре» утверждал, что гравитация зависит не от веса вещества, а от его «природы». В VI веке н.э. византийский ученый из Александрии Иоанн Филопон предложил теорию импульса, которая модифицирует теорию Аристотеля о том, что «продолжение движения зависит от постоянного действия силы», добавляя причинную силу, ослабевающую со временем. В VII веке н.э. индийский математик и астроном Брахмагупта выдвинул идею о том, что гравитация — это притягательная сила, притягивающая объекты к Земле, и использовал термин *гурутвакаршан* для её обозначения. В древности на Ближнем Востоке гравитация была предметом острых дебатов. Персидский ученый Аль-Бируни полагал, что сила гравитации не уникальна для Земли, и правильно предположил, что другие небесные тела также должны оказывать гравитационное притяжение. В отличие от него, Аль-Хазини придерживался позиции Аристотеля, согласно которой вся материя во Вселенной притягивается к центру Земли.

Научная революция

В середине XVI века различные европейские ученые экспериментально опровергли аристотелевское представление о том, что более тяжелые объекты падают с большей скоростью. В частности, испанский доминиканский священник Доминго де Сото в 1551 году писал, что тела при свободном падении равномерно ускоряются. В 1586 году фламандский физик Симон Стевин в эксперименте с башней в Делфте наблюдал, что два пушечных ядра разного размера и веса падают с одинаковой скоростью при сбрасывании с башни. В конце XVI века Галилео Галилей, благодаря тщательным измерениям скатывающихся по наклонной плоскости шаров, окончательно установил, что ускорение свободного падения одинаково для всех объектов. Галилей предположил, что сопротивление воздуха является причиной того, что объекты с низкой плотностью и большой площадью поверхности падают медленнее в атмосфере. В 1604 году Галилей верно предположил, что пройденное расстоянием падающего объекта пропорционально квадрату времени падения. Это позднее было подтверждено итальянскими учеными-иезуитами Гримальди и Риччоли в период с 1640 по 1650 год. Они также вычислили значение силы тяжести Земли, измеряя колебания маятника.

Общая теория относительности

В конце концов, астрономы заметили эксцентричность орбиты планеты Меркурий, которую нельзя было объяснить теорией Ньютона: перигелий орбиты увеличивался примерно на 42,98 дуговых секунд в столетие. Наиболее очевидным объяснением этого расхождения было существование еще не открытого небесного тела, например, планеты, обращающейся вокруг Солнца даже ближе, чем Меркурий, но все попытки найти такое тело оказались безрезультатными. В 1915 году Альберт Эйнштейн разработал теорию общей теории относительности, которая позволила точно смоделировать орбиту Меркурия. В общей теории относительности эффекты гравитации приписываются искривлению пространства-времени, а не силе. Эйнштейн начал развивать эту идею в форме принципа эквивалентности, открытие, которое он позже назвал «самой счастливой мыслью в моей жизни». В этой теории свободное падение считается эквивалентным инерциальному движению, то есть свободно падающие инерциальные объекты ускоряются относительно неинерциальных наблюдателей на Земле. В отличие от ньютоновской физики, Эйнштейн полагал, что такое ускорение может происходить без приложения к объекту какой-либо силы. Эйнштейн предположил, что пространство-время искривляется материей, и что свободно падающие объекты движутся по локально прямым траекториям в искривленном пространстве-времени. Эти прямые траектории называются геодезическими. Подобно первому закону Ньютона о движении, Эйнштейн считал, что сила, приложенная к объекту, заставит его отклониться от геодезической. Например, люди, стоящие на поверхности Земли, не могут следовать по геодезической, поскольку механическое сопротивление Земли оказывает на них направленную вверх силу. Это объясняет, почему движение вдоль геодезических в пространстве-времени считается инерциальным. Описание гравитации Эйнштейном было быстро принято большинством физиков, поскольку оно позволило объяснить широкий спектр ранее необъяснимых экспериментальных результатов. В последующие годы многочисленные эксперименты предоставили дополнительные подтверждения теории общей относительности. Сегодня теория относительности Эйнштейна используется для всех гравитационных расчетов, требующих абсолютной точности, хотя закон обратных квадратов Ньютона по-прежнему остается полезным и достаточно точным приближением.

Eventually, astronomers noticed an eccentricity in the orbit of the planet Mercury which could not be explained by Newton's theory: the perihelion of the orbit was increasing by about 42.98 arcseconds per century. The most obvious explanation for this discrepancy was an as yet undiscovered celestial body, such as a planet orbiting the Sun even closer than Mercury, but all efforts to find such a body turned out to be fruitless. In 1915, Albert Einstein developed a theory of general relativity which was able to accurately model Mercury's orbit. In general relativity, the effects of gravitation are ascribed to spacetime curvature instead of a force. Einstein began to toy with this idea in the form of the equivalence principle, a discovery which he later described as "the happiest thought of my life." In this theory, free fall is considered to be equivalent to inertial motion, meaning that free falling inertial objects are accelerated relative to non inertial observers on the ground. In contrast to Newtonian physics, Einstein believed that it was possible for this acceleration to occur without any force being applied to the object. Einstein proposed that spacetime is curved by matter, and that free falling objects are moving along locally straight paths in curved spacetime. These straight paths are called geodesics. As in Newton's first law of motion, Einstein believed that a force applied to an object would cause it to deviate from a geodesic. For instance, people standing on the surface of the Earth are prevented from following a geodesic path because the mechanical resistance of the Earth exerts an upward force on them. This explains why moving along the geodesics in spacetime is considered inertial. Einstein's description of gravity was quickly accepted by the majority of physicists, as it was able to explain a wide variety of previously baffling experimental results. In the coming years, a wide range of experiments provided additional support for the idea of general relativity. Today, Einstein's theory of relativity is used for all gravitational calculations where absolute precision is desired, although Newton's inverse square law continues to be a useful and fairly accurate approximation.

Современные исследования

В современной физике общая теория относительности остаётся основой для понимания гравитации. Физики продолжают работать над поиском решений уравнений поля Эйнштейна, которые составляют основу общей теории относительности, в то время как некоторые учёные предполагают, что общая теория относительности может быть неприменима в определённых сценариях. Константа известна как гравитационная постоянная Эйнштейна. Важнейшей областью исследований является открытие точных решений уравнений поля Эйнштейна. Решение этих уравнений сводится к вычислению точного значения метрического тензора (который определяет кривизну и геометрию пространства-времени) при заданных физических условиях. Чёткого определения того, что представляет собой такое решение, не существует, но большинство учёных согласны с тем, что оно должно быть выразимо с помощью элементарных функций или линейных дифференциальных уравнений. К наиболее известным решениям уравнений относятся: решение Шварцшильда, описывающее пространство-время вокруг сферически симметричного, не вращающегося и незаряженного массивного объекта. Для достаточно компактных объектов это решение порождает чёрную дыру с центральной сингулярностью. В точках, удалённых от центральной массы, ускорения, предсказываемые решением Шварцшильда, практически идентичны тем, что предсказывает теория гравитации Ньютона. Решение Райсснера — Нордстрёма, анализирующее не вращающийся сферически симметричный объект, обладающий зарядом, и независимо открытое несколькими исследователями в период с 1916 по 1921 год. В некоторых случаях это решение может предсказывать существование чёрных дыр с двойным горизонтом событий. Решение Керра, обобщающее решение Шварцшильда для вращающихся массивных объектов. Из-за сложности учёта эффектов вращения в уравнениях Эйнштейна это решение было открыто лишь в 1963 году. Решение Керра — Ньюмана для заряженных, вращающихся массивных объектов. Это решение было получено в 1964 году с использованием той же техники комплексного преобразования координат, которая применялась для решения Керра. Космологическое решение Фридмана — Леметра — Робертсона — Уокера, открытое в 1922 году Александром Фридманом и подтверждённое в 1927 году Жоржем Леметром. Это решение стало революционным, поскольку предсказывало расширение Вселенной, что было подтверждено семь лет спустя на основе серии измерений Эдвина Хаббла. Оно также показало несовместимость общей теории относительности со статической Вселенной, и Эйнштейн впоследствии признал свою ошибку в разработке уравнений поля, учитывающих нерасширяющуюся Вселенную. Сегодня существует множество важных ситуаций, для которых уравнения Эйнштейна не были решены. Главной из них является задача двух тел, касающаяся геометрии пространства-времени вокруг двух взаимодействующих массивных объектов, таких как Солнце и Земля, или двух звёзд в двойной звёздной системе. Ситуация становится ещё сложнее при рассмотрении взаимодействия трёх и более массивных тел («задача n тел»), и некоторые учёные полагают, что уравнения Эйнштейна никогда не будут решены в этом контексте. Однако всё ещё возможно построить приближённое решение уравнений поля в задаче n тел, используя метод пост-ньютоновского разложения. В целом, крайняя нелинейность уравнений Эйнштейна затрудняет их решение во всех, кроме наиболее специфических случаев.

In modern physics, general relativity remains the framework for the understanding of gravity. Physicists continue to work to find solutions to the Einstein field equations that form the basis of general relativity, while some scientists have speculated that general relativity may not be applicable at all in certain scenarios. The constant is referred to as the Einstein gravitational constant. A major area of research is the discovery of exact solutions to the Einstein field equations. Solving these equations amounts to calculating a precise value for the metric tensor (which defines the curvature and geometry of spacetime) under certain physical conditions. There is no formal definition for what constitutes such solutions, but most scientists agree that they should be expressable using elementary functions or linear differential equations. Some of the most notable solutions of the equations include:
The Schwarzschild solution, which describes spacetime surrounding a spherically symmetric non rotating uncharged massive object. For compact enough objects, this solution generated a black hole with a central singularity. At points far away from the central mass, the accelerations predicted by the Schwarzschild solution are practically identical to those predicted by Newton's theory of gravity. The Reissner–Nordström solution, which analyzes a non rotating spherically symmetric object with charge and was independently discovered by several different researchers between 1916 and 1921. In some cases, this solution can predict the existence of black holes with double event horizons. The Kerr solution, which generalizes the Schwarzchild solution to rotating massive objects. Because of the difficulty of factoring in the effects of rotation into the Einstein field equations, this solution was not discovered until 1963. The Kerr–Newman solution for charged, rotating massive objects. This solution was derived in 1964, using the same technique of complex coordinate transformation that was used for the Kerr solution. The cosmological Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker solution, discovered in 1922 by Alexander Friedmann and then confirmed in 1927 by Georges Lemaître. This solution was revolutionary for predicting the expansion of the Universe, which was confirmed seven years later after a series of measurements by Edwin Hubble. It even showed that general relativity was incompatible with a static universe, and Einstein later conceded that he had been wrong to design his field equations to account for a Universe that was not expanding. Today, there remain many important situations in which the Einstein field equations have not been solved. Chief among these is the two body problem, which concerns the geometry of spacetime around two mutually interacting massive objects, such as the Sun and the Earth, or the two stars in a binary star system. The situation gets even more complicated when considering the interactions of three or more massive bodies (the "n body problem"), and some scientists suspect that the Einstein field equations will never be solved in this context. However, it is still possible to construct an approximate solution to the field equations in the n body problem by using the technique of post Newtonian expansion. In general, the extreme nonlinearity of the Einstein field equations makes it difficult to solve them in all but the most specific cases.

Гравитация и квантовая механика

Несмотря на успех в предсказании эффектов гравитации в больших масштабах, общая теория относительности в конечном счете несовместима с квантовой механикой. Это происходит потому, что общая теория относительности описывает гравитацию как гладкое, непрерывное искажение пространства-времени, тогда как квантовая механика утверждает, что все силы возникают в результате обмена дискретными частицами, известными как кванты. Это противоречие особенно беспокоит физиков, поскольку остальные три фундаментальные силы (сильное взаимодействие, слабое взаимодействие и электромагнетизм) были согласованы с квантовой структурой десятилетия назад. В результате современные исследователи приступили к поиску теории, которая могла бы объединить гравитацию и квантовую механику в более общей системе координат. Один из подходов – описать гравитацию в рамках квантовой теории поля, которая успешно описывает другие фундаментальные взаимодействия. Электромагнитная сила возникает в результате обмена виртуальными фотонами, а в рамках квантовой теории поля гравитация описывается как обмен виртуальными гравитонами. Это описание воспроизводит общую теорию относительности в классическом пределе. Однако этот подход терпит неудачу на малых расстояниях порядка длины Планка, где требуется более полная теория квантовой гравитации (или новый подход к квантовой механике). 23 февраля 2024 года исследователи опубликовали результаты исследований, в которых впервые были измерены гравитационные эффекты на микроскопическом уровне.

Тесты общей теории относительности

Испытание предсказаний общей теории относительности исторически было сложным, поскольку они почти идентичны предсказаниям ньютоновской гравитации для малых энергий и масс. Тем не менее, с момента её разработки, последовательная серия экспериментальных результатов предоставила поддержку теории: Эддингтон измерил отклонение звездного света, вдвое превышающее предсказанное ньютоновской корпускулярной теорией, что соответствовало предсказаниям общей теории относительности. Хотя анализ Эддингтона позднее был поставлен под сомнение, этот эксперимент почти мгновенно прославил Эйнштейна и способствовал широкому признанию общей теории относительности в научном сообществе. В 1959 году американские физики Роберт Паунд и Глен Ребка провели эксперимент, в котором использовали гамма-лучи для подтверждения предсказания гравитационного замедления времени. Направляя лучи вниз по 74-футовой башне и измеряя их частоту внизу, ученые подтвердили, что свет испытывает красное смещение при движении к источнику гравитации. Наблюдаемое красное смещение также подтвердило идею о том, что время течет медленнее в присутствии гравитационного поля. Задержку прохождения света вблизи массивного объекта впервые обнаружил Ирвин Шапиро в 1964 году по сигналам межпланетных космических аппаратов. В 1971 году ученые открыли первую черную дыру в галактике Лебедь. Черную дыру обнаружили по всплескам рентгеновского излучения, возникающим при поглощении ею звезды меньшего размера, и она получила название Cygnus X-1. Это открытие подтвердило еще одно предсказание общей теории относительности, поскольку уравнения Эйнштейна предполагали, что свет не может покинуть достаточно массивный и компактный объект. Общая теория относительности утверждает, что гравитация действует на свет и материю одинаково, что означает, что достаточно массивный объект может искривлять свет вокруг себя, создавая гравитационную линзу. Это явление впервые было подтверждено наблюдениями в 1979 году с помощью 2,1-метрового телескопа в Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне, который зафиксировал два зеркальных изображения одного и того же квазара, свет которого был искривлен гравитацией галактики YGKOW G1. Эффект увлечения пространства-времени, или фрейм-драггинг, – идея о том, что вращающийся массивный объект должен искривлять пространство-время вокруг себя, – был подтвержден результатами Gravity Probe B в 2011 году. В 2015 году обсерватория LIGO зарегистрировала слабые гравитационные волны, существование которых было предсказано общей теорией относительности. Ученые полагают, что волны возникли в результате слияния черных дыр, произошедшего на расстоянии 1,5 миллиарда световых лет от нас.

Testing the predictions of general relativity has historically been difficult, because they are almost identical to the predictions of Newtonian gravity for small energies and masses. Still, since its development, an ongoing series of experimental results have provided support for the theory: Eddington measured starlight deflections twice those predicted by Newtonian corpuscular theory, in accordance with the predictions of general relativity. Although Eddington's analysis was later disputed, this experiment made Einstein famous almost overnight and caused general relativity to become widely accepted in the scientific community. In 1959, American physicists Robert Pound and Glen Rebka performed an experiment in which they used gamma rays to confirm the prediction of gravitational time dilation. By sending the rays down a 74 foot tower and measuring their frequency at the bottom, the scientists confirmed that light is redshifted as it moves towards a source of gravity. The observed redshift also supported the idea that time runs more slowly in the presence of a gravitational field. The time delay of light passing close to a massive object was first identified by Irwin I. Shapiro in 1964 in interplanetary spacecraft signals. In 1971, scientists discovered the first ever black hole in the galaxy Cygnus. The black hole was detected because it was emitting bursts of x rays as it consumed a smaller star, and it came to be known as Cygnus X 1. This discovery confirmed yet another prediction of general relativity, because Einstein's equations implied that light could not escape from a sufficiently large and compact object. General relativity states that gravity acts on light and matter equally, meaning that a sufficiently massive object could warp light around it and create a gravitational lens. This phenomenon was first confirmed by observation in 1979 using the 2.1 meter telescope at Kitt Peak National Observatory in Arizona, which saw two mirror images of the same quasar whose light had been bent around the galaxy YGKOW G1. Frame dragging, the idea that a rotating massive object should twist spacetime around it, was confirmed by Gravity Probe B results in 2011. In 2015, the LIGO observatory detected faint gravitational waves, the existence of which had been predicted by general relativity. Scientists believe that the waves emanated from a black hole merger that occurred 1.5 billion light years away.

Земная гравитация

Каждое планетарное тело (включая Землю) окружено своим собственным гравитационным полем, которое, согласно ньютоновской физике, можно представить как силу притяжения, действующую на все объекты. Если предположить, что планета имеет сферическую симметрию, то величина этого поля в любой точке над поверхностью пропорциональна массе планеты и обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра планеты. Величина гравитационного поля численно равна ускорению, испытываемому объектами в этом поле. Ускорение падающих объектов вблизи поверхности Земли незначительно меняется в зависимости от широты, рельефа местности, такого как горы и хребты, а также, возможно, от необычно высокой или низкой плотности подповерхностных слоев. Для целей весоизмерения и метрологии стандартное значение ускорения свободного падения определено Международным бюро мер и весов в рамках Международной системы единиц (СИ). Сила тяжести на Земле является результирующей (векторной суммой) двух сил: (а) гравитационного притяжения, действующего в соответствии с законом всемирного тяготения Ньютона, и (б) центробежной силы, возникающей из-за выбора системы отсчета, связанной с вращающейся Землей. Сила тяжести наиболее слаба на экваторе из-за центробежной силы, вызванной вращением Земли, и из-за того, что точки на экваторе находятся на наибольшем расстоянии от центра Земли. Сила тяжести изменяется в зависимости от широты, увеличиваясь примерно с 9,780 м/с² на экваторе до примерно 9,832 м/с² на полюсах.

Происхождение

Самая ранняя гравитация (возможно, в форме квантовой гравитации, супергравитации или гравитационной сингулярности) вместе с обычным пространством и временем сформировалась в эпоху Планка (до 10−43 секунд после рождения Вселенной), возможно, из изначального состояния (такого как ложный вакуум, квантовый вакуум или виртуальная частица) неизвестным на данный момент образом. Первое прямое обнаружение гравитационного излучения было зарегистрировано 14 сентября 2015 года детекторами LIGO. Были измерены гравитационные волны, возникшие при слиянии двух чёрных дыр на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет от Земли. Это наблюдение подтверждает теоретические предсказания Эйнштейна и других учёных о существовании таких волн и открывает возможности для практического изучения природы гравитации и событий во Вселенной, включая Большой взрыв. Образование нейтронных звёзд и чёрных дыр также сопровождается выделением обнаруживаемых количеств гравитационного излучения. Это исследование было отмечено Нобелевской премией по физике в 2017 году.

Скорость гравитации

В декабре 2012 года исследовательская группа в Китае объявила о получении измерений фазового сдвига земных приливов во время полнолуния и новолуния, которые, по-видимому, подтверждают, что скорость гравитации равна скорости света. Это означает, что если бы Солнце внезапно исчезло, Земля продолжала бы вращаться вокруг пустой точки в течение 8 минут – времени, необходимого свету для прохождения этого расстояния. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Bulletin в феврале 2013 года. В октябре 2017 года детекторы LIGO и Virgo зарегистрировали сигналы гравитационных волн с задержкой в 2 секунды после того, как гамма-спутники и оптические телескопы зафиксировали сигналы из той же области неба. Это подтвердило, что скорость гравитационных волн соответствует скорости света.