Den allmänna relativitetsteorin.

[Dean]

En implikation av Einsteins allmänna relativitetsteori är att ljusets bana påverkas av gravitation. Ljus som passerar nära stora massor böjs alltså. Einstein förutsade att ljuset från en fixstjärna som passerar nära solens kraftfulla gravitationsfält böjer av med ungefär 1.7 bågsekunder vilket borde kunna bekräftas genom förändring av fixstjärnans (skenbara) position på himlavalvet. 1919, i samband med en solförmörkelse, konstaterades Einsteins prediktion i stort sett vara riktig.

Hur vet man att denna avvikelse verkligen beror på gravitation och inte är ett brytningsfenomen?

Jag föreställer mig att i solens omedelbara närhet fins ett "atmosfäriskt" skikt (gaser, partiklar etc) vars täthet avviker från övriga kosmos. Genom detta skikt passerar ljuset och bryts antar jag. Är det så att ingångsbrytningen och utgångsbrytningen i så fall tar ut varandra?

[Zokrates]

Så länge som tätheten på ljuset inte påverkats utan enbart den förväntade mätpunktens rörelse då solen närmar sig fixpunkten från en avlägsen stjärna så kan ett eventuellt brytningsfel på grund av ökad täthet runt solen uteslutas.

[Dean]

Jag förstår inte riktigt vad du menar med uttrycket "ljusets täthet". Jag är medveten om ljusets våg/partikel-karaktär men har aldrig stött på begreppet "ljustäthet"

[Zokrates]

Allt ljus som bryts av ett medium, vatten, luft mm, tappar i täthet, dvs ljusstyrka och därmed kan det förstås som ett filter.

[Dean]

Täthet och styrka är inte samma sak. Styrka har med energiemittering att göra.

[Zokrates]

Ursäkta, sitter och lagar en laptop, skruvar överallt som jag håller reda på just nu, men vad är det du inte förstår? Jag har ju redan förklarat allt utifrån din första fråga?

Byt ut ljusstyrka till att förstås som brännfokus, alt. ljusspridningen från objektet som observeras, dess koncentration.

[Dura M]

Hur vet man att denna avvikelse verkligen beror på gravitation och inte är ett brytningsfenomen?

Framför allt för att det även finns andra observationer som stöder teorin. Sedan vet man förstås en del om solens atmosfär, hur dess täthet avtar med avståndet osv, så man kan uppskatta hur stora brytningseffekter man kan vänta sig.

[Dean]

Det var nog så jag tänkte att det förhöll sig men jag har inte sett det redovisat någonstans i de texter jag läst.

[Dura M]

Jag gissar att du kanske överskattar hur nära solen de studerade stjärnorna måste vara. Den gravitationella avböjningseffekten avtar förhållandevis långsamt med avståndet och är mätbar för ljuskällor som (skenbart) befinner sig flera soldiametrar bort från solen. Så långt bort finns knappast någon solatmosfär att tala om.

[Dean]

Jag gissar att du kanske överskattar hur nära solen de studerade stjärnorna måste vara. Den gravitationella avböjningseffekten avtar förhållandevis långsamt med avståndet och är mätbar för ljuskällor som (skenbart) befinner sig flera soldiametrar bort från solen. Så långt bort finns knappast någon solatmosfär att tala om.

Det är inte fixstjärnans närhet till solen som är av vikt (den kan ligga ljusår bort) utan dess förbipasserande ljus som stryker så nära solens massa att vi måste ha en total solförmörkelse för att kunna studera dess "krökning" som då manifesterar sig som en positionsförändring hos stjärnan.

Jag ifrågasätter naturligtvis inte den allmänna relativitetsteorin utan undrade enbart om, och i så fall i vilken utsträckning, ljusets krökning ( i detta fall) kan hänföras till optisk brytning.

[Dura M]

Det är inte fixstjärnans närhet till solen som är av vikt (den kan ligga ljusår bort) utan dess förbipasserande ljus som stryker så nära solens massa att vi måste ha en total solförmörkelse för att kunna studera dess "krökning" som då manifesterar sig som en positionsförändring hos stjärnan.

Jag talar om det skenbara avståndet mellan solen och ljuskällan, inte det faktiska avståndet. Vad jag säger är alltså att ljuset inte behöver passera speciellt nära solen för att avböjningen skall vara mätbar. Effekten avtar ganska långsamt med avståndet. Jag läste någonstans (kommer inte ihåg var) att man med modern radioteleskopi kan detektera solens avböjande effekt på ljus från stjärnor som står i 45 graders vinkel från solen! Det betyder att ljusstrålen på sin väg till oss aldrig kommer närmare solen än Venus avstånd till solen.

Jag ifrågasätter naturligtvis inte den allmänna relativitetsteorin utan undrade enbart om, och i så fall i vilken utsträckning, ljusets krökning ( i detta fall) kan hänföras till optisk brytning.

Har inte uppfattat det som att du ifrågasätter GR. Tror bara inte att vi har några brytningseffekter att tala om här.

[Dean]

Jag talar om det skenbara avståndet mellan solen och ljuskällan, inte det faktiska avståndet. Vad jag säger är alltså att ljuset inte behöver passera speciellt nära solen för att avböjningen skall vara mätbar. Effekten avtar ganska långsamt med avståndet. Jag läste någonstans (kommer inte ihåg var) att man med modern radioteleskopi kan detektera solens avböjande effekt på ljus från stjärnor som står i 45 graders vinkel från solen! Det betyder att ljusstrålen på sin väg till oss aldrig kommer närmare solen än Venus avstånd till solen.

OK. Jag är med. Gravitationen verkar på så stort avstånd så att i detta fall ligger ljusets bana så långt utanför solens "atmosfär" att optisk brytning går att utesluta.

Ny fråga: Om solens massa utövar gravitation på ljuset så uppträder ljuset med partikelegenskapen att påverkas, böjas av, som om ljuset hade en egen massa.  Innebär detta att även ljuset har massaegenskapen att utöva gravitation på andra kroppar?

[Dura M]

Ny fråga: Om solens massa utövar gravitation på ljuset så uppträder ljuset med partikelegenskapen att påverkas, böjas av, som om ljuset hade en egen massa.  Innebär detta att även ljuset har massaegenskapen att utöva gravitation på andra kroppar?

Gravitation är inte en "massaegenskap" i GR. En partikel behöver varken ha massa för att påverkas av gravitation eller för att ge upphov till gravitation. Det som ger gravitation i GR är den så kallade stressenergitensorn. I denna ingår saker som massa, energi, rörelsemängd, tryck, m.m.. Ljus har ingen massa men det har energi och rörelsemängd, så det korta svaret är att ljus har en gravitationell påverkan på andra kroppar, dock så svag att den torde vara helt försumbar (omätbar) under normala förhållanden.

[Dean]

Ny fråga: Om solens massa utövar gravitation på ljuset så uppträder ljuset med partikelegenskapen att påverkas, böjas av, som om ljuset hade en egen massa.  Innebär detta att även ljuset har massaegenskapen att utöva gravitation på andra kroppar?

... så det korta svaret är att ljus har en gravitationell påverkan på andra kroppar, dock så svag att den torde vara helt försumbar (omätbar) under normala förhållanden.

Men under onormala förhållanden? Låt oss tänka oss att allt ljus i vårt solsystem plötsligt upphörde och därvid bortse från alla andra effekter som skulle uppstå om solen slocknade (värmeförluster etc.) och enbart hålla oss till den gravitationella effekten. Skulle den då vara försumbar?

Låt oss vidare tänka oss att allt ljus i hela universum "slocknade" och fortfarande bara hålla oss till den gravitationella effekten. Är den försumbar?

[Dura M]

Inom vårt solsystem torde effekten vara helt försumbar. På kosmisk skala bör bakgrundsstrålningen ge ett litet men inte försumbart tillskott, vet dock inte hur stort. (Effekten bör ha varit större när universum var yngre och varmare än idag.)