Czy siła grawitacji może zmienić się natychmiast?

Przemek: Dwa przedmioty przyciągają się pewną siłą grawitacji. Jestem Panem Bogiem. "Zamrażam" czas. Odsuwam przedmioty na odległość 2x dalszą. Pozwalam czasowi płynąć ponownie. Czy przedmioty "poczują" zmianę siły grawitacji natychmiast, czy po pewnym czasie? A jak to jest z siłą elektromagnetyczną i ładunkami elektrycznymi?

Morpheus: To jest piękne pytanie. W zasadzie to od razu zaznaczę, że tak naprawdę to nie mam pewności jaka jest odpowiedź na to pytanie - powód jest taki, że takiego eksperymentu nikt nie przeprowadził, i prawdopodobnie nie będzie w stanie przeprowadzić nigdy. Można by powiedzieć, że jest to pytanie bardziej filozoficzne niż fizyczne skoro odpowiedzi na nie nie da się zweryfikować doświadczalnie.
Nie mniej spróbuje coś napisać.

Dla uściślenia wyobraźmy sobie, że na początku przedmioty (przedmiot A i B) znajdują się w odległości d od siebie. A po interwencji siły wyższej przedmiot A zostaje przesunięty i przedmioty znajdują znajdują się w odległości 2d. Dla śmiertelnika wygląda to tak, jakby nagle jeden przedmiot zniknął i pojawił się w tym samym momencie w innymi miejscu. Pierwsza trudność: co to znaczy od razu? Zgodnie ze szczególną teorią względności pojęcie równoczesności jest względne, a w związku z tym to, co dla jednego obserwatora jest jednoczesne, nie jest jednoczesne dla drugiego. Oznacza to, że inny obserwator widziałby na przykład w pewnym momencie trzy przedmioty (dwa przedmioty A i jeden przedmiot B - ten odległości d jeszcze nie zniknąl a ten w odległości 2d juz się pojawił) - wiec sam widzisz, że ingerencja siły wyższej jest bardzo niebezpieczna dla spójności fizyki :-).

Ale zapomnijmy o tych problemach i rozpatrzmy to z punktu widzenia obserwatora (przedmiot B) dla którego rzeczywiście przedmiot znika i w tym samy momencie pojawia się w odległości 2d. Przedmiot A bedzie "czuł" siłe taką, jak od ciała znajdującego się w odległości 2d. Natomiast przedmiot B będzie jeszcze przez jakiś czas czuł tak, jakby przedmiot A znajdował się wciąż w odległości d (konkretnie przez czas d/c, gdzie c jest prędkością światła) - bo jeszcze informacja o tym, że przedmiot A zniknął nie dotrze do niego - nie dojdzie do niego zaburzenie pola grawitacyjnego które rozchodzi się z prędkością światła (zupełnie analogicznie byłby z oddziaływaniem elektromagnetycznym). Po tym czasie przez kolejny czas d/c, nie będzie czuł wogóle siły grawitacji!!!, bo nowe pole grawitacyjne wytwarzane przez przedmiot A w nowym miejscu potrzebuje czasu 2d/c by dotrzeć do ciała B. A po tym czasie będzie już czuł siłę taką, jak od ciała z odległości 2d.

Tak to chyba by wyglądało, chyba że w między czasie sile wyższej zmieni się humor :-)