venerdì 12 febbraio 2016

Onde gravitazionali

Se ne parla molto in questi giorni.
Vediamo di capire qualcosa in più.

Le onde gravitazionali sono "increspature" nello spazio-tempo, che puoi immaginare come un "tappeto di gomma" che si deforma per l'interazione di qualunque oggetto dotato di massa.
Sono prodotte dal Sole (nella deformazione dello spazio intorno ad esso si inseriscono le orbite dei pianeti); ne generiamo anche noi quando ci muoviamo, ma affinché queste siano rintracciabili è necessaria l'interazione di oggetti di massa molto molto grande, come quella dei buchi neri.



Erano una previsione della Relatività Generale di Albert Einstein del 1915, e oggi abbiamo una prova che lo scienziato aveva ragione. La prima prova sperimentale diretta dell'esistenza delle onde gravitazionali è stata comunicata l'11 febbraio 2016 dai ricercatori del Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) a New York e da quelli della cooperazione VIRGO a Pisa.
Qui puoi vedere un'animazione che ti spiega cosa sono queste onde.

In un'altra pagina (dove trovi una spiegazione completa) la divulgatrice Monica Marelli ci spiega in modo semplice:

Gli oggetti che hanno una massa deformano lo spaziotempo, proprio come un ippopotamo seduto su un letto deforma un materasso. 


Lo spaziotempo è un’entità fisico-matematica, invisibile ai nostri occhi ma è l’”ambiente” in cui siamo immersi. Guardate l’angolo della stanza in cui siete: le tre linee perpendicolari fra loro esprimono le 3 dimensioni spaziali. Poi esiste la quarta dimensione. Vederla non è possibile, neanche toccarla o assaggiarla: però si può misurare ed è il tempo.

Prima del Big Bang non esisteva nulla, non solo le stelle e tutto il resto ma neanche lo spaziotempo. 

Prendiamo una pallina e facciamola rotolare come si fa a bowling, partendo da un angolo dal letto. Cosa succede alla pallina? Rotola verso l’ippopotamo perché intorno a lui il materasso si piega. Allora immaginiamo che al posto dell’ippopotamo ci sia il Sole. E che il materasso diventi invisibile ai nostri occhi. E lanciamo ancora la pallina. Che cosa vedremmo? La pallina che “cade” verso il Sole. Ecco, la gravità è questo: è una curvatura dello spaziotempo e non una forza!

L’esistenza delle onde gravitazionali è fondamentale perché mette un limite alla velocità con cui i corpi interagiscono (o si scambiano informazioni) fra loro. Per esempio il Sole emette raggi luminosi ma questa luce visibile impiega un po’ per arrivare fino a noi (8 minuti), quindi non è istantanea. In altre parole, se il Sole per assurdo si spegnesse come fa una lampadina al click di un interruttore, vedremmo ancora per 8 minuti la sua immagine. Una curiosità: le onde gravitazionali non esistono nella teoria della gravitazione di Newton, dove le interazioni fra corpi sono a velocità infinita.


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