Hvor hurtig er tyngdekraften?
Hvis Solen pludselig forsvandt, ville tyngdekraften fra den så også forsvinde med det samme? Med andre ord: Hvilken hastighed udbreder tyngdekraft sig med?

Når masser accelererer i forhold til hinanden, udsendes der tyngdebølger med lysets hastighed. Her ser man en model af to sorte huller, der kolliderer og derved udsender tyngdebølgerne. (Illustration: MPI for Gravitational Physics/ W.Benger-ZIB)

Når masser accelererer i forhold til hinanden, udsendes der tyngdebølger med lysets hastighed. Her ser man en model af to sorte huller, der kolliderer og derved udsender tyngdebølgerne. (Illustration: MPI for Gravitational Physics/ W.Benger-ZIB)

 

I rummet har lys en hastighed på 299.792.458 meter i sekundet, men hvad med tyngdekraften - hvor hurtigt bevæger den sig egentlig? Det kunne vores læser Birger N. Andreasen godt tænke sig at vide.

Og han uddyber: »Hvis man teoretisk tænkte sig, at en stjerne pludselig og øjeblikkeligt opstod, og man var i et rumskib 300.000 km væk. Ville man mærke tyngekraften øjeblikkeligt eller efter ét sekund?«

Svaret kommer lynhurtigt fra lektor Ulrik Uggerhøj fra Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet: »Man ville mærke det efter et sekund. Og tilsvarende ville der gå otte minutter, hvis Solen pludselig forsvandt, til vi opdagede det. I så fald ville både lyset og tyngdekraften fra Solen forsvinde samtidig.«

Einstein havde ret

Tyngdekraften udbreder sig altså lige så hurtigt, som lys bevæger sig i det tomme rum.

Ulrik Uggerhøj forklarer: »Vores nuværende forståelse af tyngdekraften er baseret på den almene relativitetsteori, som Einstein udviklede gennem næsten 10 år frem til dens udgivelse i 1915.«

»Få år efter, 29. maj 1919, påviste blandt andet Arthur Eddington, at tyngdekraften omkring Solen påvirker lyset fra stjernerne ved at krumme dets bane, hvorved Einstein stort set natten over blev verdensberømt.«

»Denne krumning skyldes, at rumtiden - i sig selv et relativistisk fænomen - er krum. Idet teorien for tyngdekraft således er relativistisk, udbreder påvirkninger sig med lysets hastighed.«

Tyngdekraft kan også komme i bølger

På visse måder minder tyngdekraften faktisk om elektromagnetisk stråling som for eksempel lys, der jo i sagens natur udbreder sig med lysets hastighed. Ifølge den almene relativitetsteori findes der også tyngdebølger - krusninger i rumtiden, der bevæger sig med lysets hastighed. Vi giver igen ordet til Ulrik Uggerhøj:

»Elektromagnetisk stråling opstår, når en ladet partikel som for eksempel en elektron tvinges til at ændre bevægelsestilstand, dvs. accelereres. En elektron er omgivet af et elektrisk felt i kraft af, at den har en elektrisk ladning, og tvinges den til at ændre retning, resulterer det i, at den så at sige 'taber' lidt af sit felt, og dette tab dukker op som stråling.«

»På tilsvarende måde kan man vise, at for eksempel et kollapsende massivt objekt, som ikke er perfekt kugleformet, vil udsende tyngdestråling, de såkaldt gravitationelle bølger eller tyngdebølger. Denne type stråling er observeret indirekte af Hulse og Taylor fra et system bestående af en stjerne og en pulsar - en neutronstjerne, der 'blinker' i retning af Jorden som et fyrtårn.«

»Ved at måle på 'blinkene' gennem mange år, påviste Hulse og Taylor - som i 1993 fik Nobelprisen for dette arbejde - at systemet spiralerer indad, idet der afgives energi til tyngdestråling, i nøje overensstemmelse med Einsteins generelle relativitetsteori.«

»Så også denne del af relativitetsteorien er velafprøvet, og har endnu ikke vist fejl eller mangler, og derfor er svaret på spørgsmålet, at ændringer i tyngdekraften udbreder sig med lysets hastighed,« slutter Ulrik Uggerhøj.

Med tak for det gode spørgsmål er der en t-shirt på vej til Birger N. Andreasen. Og vi graver gerne flere svar frem - bare Spørg Videnskaben!

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om den 'sure' skildpadde her.