Onde gravitazionali

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E così, piano piano, sono arrivato al cinquecentesimo post.
Niente di meglio che onorarlo con qualcosa di degno: “le onde gravitazionali”

antigravitàGravitazione, onde gravitazionali, quale differenza?
Cosa sono queste onde gravitazionali?

Argomento tosto cari amici. Argomento su cui gli stessi astrofisici stanno lambiccando i loro cervelli.
E’ da 50 anni che gli scienziati danno la caccia senza successo a questa inafferrabile radiazione, prevista nel 1916 dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein, eppure mai direttamente osservata.

Ma andiamo per ordine.
La gravità la sperimentiamo tutti i giorni osservando gli oggetti che cadono “attratti” dalla terra (forza peso) e dal semplice fatto che teniamo i nostri piedi ben piantati per terra senza fluttuare per aria. In pratica percepiamo la gravità soltanto quando dobbiamo sollevare un peso che per contrastarla dobbiamo applicare una forza uguale e contraria. Questa forza peso sulla terra è determinata dalla massa del corpo e dalla accelerazione di gravità.

Perché questo succede non lo sappiamo. E’ una delle quattro forze presenti in natura. I fisici hanno semplicemente espresso questo fenomeno in termini matematici.
Su questo Einstein ha costruito la sua teoria. Quella che noi chiamiamo gravità è una curvatura dello spazio-tempo provocata dagli oggetti con notevole massa.

Le onde gravitazionali sono l’ultima frontiera dell’astrofisica: la inafferrabile forza più elusiva che permei il nostro Universo.
In maniera sbrigativa posso definire le onde gravitazionali come perturbazioni del campo gravitazionale che si propagano alla velocità della luce.

Detta così non vi dice niente, allora seguitemi con attenzione.
La teoria della relatività generale, che descrive i fenomeni connessi con la gravitazione, prevede che la forma dello spazio-tempo dipenda dalla distribuzione della materia in esso presente: la massa di una stella incurva la trama dello spazio-tempo come se questo fosse un telo invisibile.

Immaginiamo il sistema Sole-Terra come se giacessero su questo telo invisibile che li contiene. La massa del Sole deforma lo spazio tempo (telo) tanto quanto è maggiore la sua vicinanza.
Sappiamo anche che la orbita della Terra si avvicina e si allontana dal Sole nel suo movimento di rotazione. Di conseguenza tutto il telo invisibile si dilata e si contrae. Molto lentamente. Senza che ce ne accorgiamo.

Nel momento in cui tale distribuzione viene modificata, ad esempio perché una massa, (il nostro Sole o una stella), si sposta molto rapidamente, la forma dello spazio-tempo cambia di conseguenza molto rapidamente. Questa variazione non è istantanea in tutto l’Universo ma si propaga, come uno tsunami, dal luogo dove ha avuto origine alla velocità della luce nello spazio.

La propagazione della variazione della forma dello spazio-tempo prende il nome di onda gravitazionale.

Una specie di onda elettromagnetica – mi domanda il mio allievo cane.

No. L’onda elettromagnetica è generata da un campo elettromagnetico che si propaga nello spazio.
Le onde gravitazionali vengono generate da grandi masse di materia che subiscono delle fortissime accelerazioni.
Le onde gravitazionali si propagano in senso radiale nella struttura geometrica dello spazio modificando la distanza spazio-temporale “di due punti vicini”, facendola oscillare attorno a dei valori di riferimento.

onde gravitazionali3

Facile vero?
No?
Ok. Più brevemente diciamo che si tratta di “pieghe” nello spazio tempo causate da eventi particolarmente catastrofici che vedono protagonisti oggetti dalle grandissime masse che esercitano potenti campi gravitazionali che si propagano alla velocità della luce e spostano impercettibilmente la materia, come una barca che si muove sulla superficie dell’acqua.

Ma in pratica cosa si propaga? – è Bleff che me lo chiede

Ora è qui che sta il fulcro di quest’idea di onde gravitazionali. In pratica si propagano come delle onde dal luogo in cui hanno avuto origine e lo fanno alla velocità della luce. Ma cosa si propaga? beh si propaga questa variazione nella forma dello spazio tempo. Insomma si propaga una regione dove lo spazio-tempo ha una forma leggermente diversa.

Un po’ come la propagazione della onda dell’acqua del lago quando gettiamo un sasso. E ci voleva tanto a dirlo? – mi risponde il mio sapientone di cane.

Bravo, un po’ come le onde che mia moglie genera scuotendo un lenzuolo. Visto che hai capito, allora vado avanti, perché resta da capire se queste onde gravitazionali esistono veramente e chi le potrebbe generare.

Ma questo te lo dico nella prossima puntata perché già vedo segnali di stanchezza nei tuoi occhi.

(fonte: Media INAF)

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Informazioni su bruce

Ingegnere. Io sono responsabile di quello che dico, non di quello che capisci tu. (Massimo Troisi)
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20 risposte a Onde gravitazionali

  1. Rebecca ha detto:

    Buongiorno Bleff e ovviamente anche al tuo padrone Silvano… ecco le un argomento di cui capisco pocco o meglio proprio niente.. ( ho leggere ricordi quando ero a scuola e abbiamo avuto la materia fisica) li l’insegnate ci ha fatto vedere un esempio con due magneti granulato di ferro…
    si formavano tipo come sul tuo primo immagine.. comunque in fisica ero sempre annoiata era una delle materie come chimica che non trovavano spazzio nel mio cervello… insomma anche tu se ti sforzi a spiegare (direi anche molto bene) non arriva nulla alla mia centrale mentale 😆 direi pazienza per questa volta :mrgreen: … qui c’è un sole che spacca le pietre.. ora facciamo una passeggiata con la Tatanka ti abbraccio Pif

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    • bruce ha detto:

      Esatto Pif, sono le cosiddette limature di ferro usate a scuola per mostrare come si orientavano questi pezzettini di ferro sollecitati da una calamita.

      Queste cose non entravano nel tuo cervello semplicemente perchè si comporta come una calamita con polarità … che le respinge 😆

      Io sono appena rientrato da una passeggiata con Bleff al centro città, pieno fino all’inverosimile di persone e …. di cani. Bleff si è comportato bene verso tutti i cagnolini ini ini che gli abbaiavano. Non so come fa ad avere così tutta questa pazienza. Ma se solo gli capitano a tiro ….. 😆
      ciao e buona serata.

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      • Rebecca ha detto:

        Gia il mio cervello e come una calamita che respinge tutto :mrgreen:
        però alcune cose fa anche entrare.. allora speranza c’è… 🙂
        Noi insegniamo in questo tempo alla Tatanka di non abbiare per niente.. lei ha il vizio di abbaiarea tutta la gente che cammina sotto casa nostra dalla finestra o crrre al cancello e abbaia quasi fino al svenimento..
        Lei e inteligente e impara veloce..
        per esempio ieri nel giardino del nostro vicino era un barboncino che abbaiava tutto il giorno (stressante) e nessuno diceva qualcosa… normalmente Tatanka abbiarebbe subito e il concerto si farebbe in due 😀 …
        la parola magica e “IGNORARE” lo dico con voce alta e decisa.. ingnorare, poi lei manda giù la saliva abbasa la voce e va brontolando a bassa voce in casa.. poi dico sei bravissima e allora mi dai un sacco di bacini…

        Menomale che lei impare veloce… una carezza a Bleff ti abbraccio Pif

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  2. ross ha detto:

    Il fatto è che le onde gravitazionali possono attraversare tutto lo spazio senza essere significativamente attenuate dalla presenza della materia, per cui ci consentirebbero di far luce su eventi che non possiamo percepire altrimenti, estendendo la nostra percezione anche nelle zone dell’universo in cui la luce è oscurata dalla polvere o altro.

    Potremo così comprendere meglio l’esplosione di una supernova, le collisioni colossali tra buchi neri o le stelle di neutroni, la fusione di sistemi stellari multipli, la rotazione delle pulsar e al limite potremo indagare i primi attimi del Big Bang.

    Inoltre, visto che la maggior parte della massa nell’universo è invisibile, potremmo spiegare il moto delle galassie. E chissà che altro…
    Da ultimo, teniamo presente che mentre i telescopi possono osservare solo una piccola porzione del cielo alla volta, i rivelatori di onde gravitazionali operano contemporaneamente in tutte le direzioni, e quindi qualsiasi evento potrà essere percepito fin dai suoi esordi, molto prima di poterlo osservare con i telescopi.
    Visto che Margh non ha ancora commentato con la sua sapienza lo faccio io con la mia… 😀
    proseguirò dopo il seguito.
    e piove……………….

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    • MARGHIAN ha detto:

      E brava Ross, ciao. “Il fatto è che le onde gravitazionali possono attraversare tutto lo spazio senza essere significativamente attenuate dalla presenza della materia..” mmmmh, “forse” la materia “perturba”, invece, l’andamento delle onde gravitazionali, “forse”..questa “perturbazione” e’ alla base di tutto. La gravita’ “perturba” lo spazio, tanto che tu puoi vedere quattro galassie mentre e’ una sola, perche’ la massa di un’altra galassia piu’ vicina, devia la luce di una galassia piu’ distante..e tu ne vedi quattro, e’ la “lente gravitazionale”, “farina del sacco”, anche questa cosa, di Einstein. Ciao Ross.

      Marghian

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  3. bruce ha detto:

    Grande Ross, ottimo commento, mi sarà utilissimo per sviluppare la seconda parte su cui ancora non ci ho messo mano.
    Pif hai visto quanto è facile?

    Marghian?
    Uhmm, non si sente da un po’. Secondo me c’è stato qualcosa che lo ha turbato ….. ed è ancora sotto shock.
    Ciao cara

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    • ross ha detto:

      E’ vero, è sparito! che sia una fuga romantica? o sta facendo anche lui un giretto sull’astronave madre? Boh, speriamo si faccia sentire.
      Per il commento che vuoi, è tutta farina del mio sacco 😀

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      • bruce ha detto:

        Sto leggendo il tuo articolo su Dante.

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      • bruce ha detto:

        E’ ritornato.
        Da un pezzo è tutto preso con la … religiosità. 😆

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        • MARGHIAN ha detto:

          Ehi, manco se mancassi da un mese! Sono di nuovo qui, ed ho letto il post. E se fossi tutto preso dalla religiosita’ mi troveresti con le mani giunte 😆

          “Le onde gravitazionali si propagano in senso radiale nella struttura geometrica dello spazio modificando la distanza spazio-temporale “di due punti vicini”. ma allora, un centimetro od un chilometro non sono mai uguali, dato che la distanza spazio-temporale ne viene modificata al “passaggio” di queste onde, oppure i due punti risultano sempre “nella stessa vicinanza” per chi si trova “fra i due punti”, vale a dire “dentro la porzione di spazio tempo contratta o distesa (o, piu’ semplicemente, le variazioni “per noi” sono impercettibili).

          Il concetto delle onde gravitazionali mi e’ chiaro, un tessuto viene “piegato” da un corpo “pesante”-sulla Terra, lontano da altri corpi ha soltanto la massa di cui il “peso” e’ un effetto. Il peso del nostro corpo viene attirato al suolo, e se cadiamo in un pozzo, angora piu’ giu’, verso il centro (gravitazionale) della Terra che, in teoria, potrebbe non trovarsi proprio “nel centro” ma dove vi e’ la maggior concentrazione di materia, e quindi di massa.

          “Attrazione gravitazionale secondo la formula del quadrato inverso, percio’ anche un sassolino, in proporzione, “attira a se’ la Terra” ma talmente di poco che possiamo dire che la Terra attira a se’ il sassolino.

          Una volta a scuola, nell’ora di religione 🙂 guarda li’, il prete ci stava spiegando la gravitazione universale. Io gli dissi: “quando un oggetto cade a terra, e’ gravitazione…”. “No..la gravitazione e’ l’attrazione che tiene insieme l’universo…” ed aveva ragione.

          Non mi spiego perche’ il gravitone (la particella mediatrice della gravita’) sfugga alla “famiglia” delle particelle mediatrici-delle altre forze, elettromagnetica e nucleare.

          Un buco nero ci fa vedere come lo spazio si piega al punto di bucare-letteralmente- il tessuto spazio-temporale, eppure sti gravitoni non si vedono. Mi par di capire che il “rilevatore” dovrebbe essere enorme, come dicono gli scienziati, poeticamente, “si dovrebbe dare un calcio al Sole”, pur se questo accade ad altre stelle! Sistemi doppi “stretti” quali “stella-buco nero”, “nana bianca-stella di neutroni” e sciami di stelle che precipitano a velocita’ crescente dentro un suber buco nero (al centro di una galassia); pero’…non si e’ ancora scoperto il gravitone.

          Ma la gravita’ e’ vettoriale o tensoriale? Per Zichichi, addirittura, la difficolta’ di trovare un gravitone che finalmente unifichi tutte le forze dipende proprio dal fatto che le altre forsze sono vettoriali, mentre la gravita’ e’ una forza tensoriale. Altra “fonte” mi ha informato che la gravita’, osservata dal punto di vista newtoniano, e’ vettoriale, ed intuitivamente mi sembra cosi’ (Bruce, fammi capire bene…).

          Ciao.

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          • bruce ha detto:

            “… E se fossi tutto preso dalla religiosita’ mi troveresti con le mani giunte 😆 “

            In verità ti abbiamo trovato sul tuo bolg …. in ginocchio 😆

            Ross vs Marghian 1-1
            Ragazzi che bei commenti, ci sarebbe da parlare per giorni. Il fatto è che non siamo propriamente degli esperti, l’unica cosa che possimao fare è raccontarci le cose. Ed è gia moltissimo.

            Una cosa merita una riflessione come dici tu: cosa succede quando siamo investiti da una onda gravitazionale.
            Ora se le onde gravitazionali sono portatrici di forza mi viene da dire che ne veniamo profondamente turbati in proporzione alla sua intensità.
            Cosa significa?
            Posso pensare che se veniamo investiti mentre l’onda è al suo vertice ne veniamo “afferrati” e trascinati nella sua fase discendente in uno spazio tempo modificato dalla intensità di campo per poi ritornare nella nostra posizione originaria. Esattamente come un galleggiante su una onda marina. Tutto sta a capire cosa succede quando siamo immersi in questo spazio tempo. Tutto dovrebbe avvenire secondo le leggi della gravità ma in maniera molto molto molto più intenso.
            Forze qualche fisico ci potrebbe dare una mano. Ma dubito visto che ancora non c’è stata una osservazione diretta su questo fenomeno.
            Ciao

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      • MARGHIAN ha detto:

        Ho fatto un giretto su un veicolo a quattro ruote, che consuma carburante, e non con un veicolo senza le ruote, che si sposta piegando lo spazio davanti a se’ e stirando quello dietro a se’ (come fanno le astronavi aliene, “accorciano” lo spazio davanti al muso, e “stirano” lo spazio dietro il veicolo, cosi’ e’ la meta che viene a te, e non tu da lei, e consumo di carburante …zero-magari!-.

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  4. zebachetti ha detto:

    Ma????’ i terromoti hanno qualcosa a che fare con queste onde No vero? in marina oggi che tempo è ? ciao Bruce ( bella 12 i gradi del trebbiano)

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    • bruce ha detto:

      Ciao nazz,
      di onde ce ne sono poche oggi in spiaggia. Tempo variabile ma bello. Già da giorni le ragazze prendono il sole semi … vestite 😆
      Qui già brulica di attività: un torneo internazionale di hockey inline (la squadra di mio figlio), un torneo internazionale di beach soccer, auto e moto d’epoca, corse di bicicletta, fiera di acquiloni in spiaggia. Insomma c’è movimento.

      Il vino? Se non ricordo male era il nettatare degli Dei. Qui a sbt hanno aperto molti pub di degustazione del vino, una nuova moda per sballare.
      Ciao

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  5. MARGHIAN ha detto:

    Con la mia..sapienza. Ed in sardo rispondo (come si usa): eh, grazias a Deus! Significa “eh, grazie a Dio!”, ma il senso della risposta e’ l’opposto, tipo: “sei muscoloso”, ed il mingherlino risponde “eh, grazias a Deus!” -per dire che non lo e’ 🙂
    (segue).

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  6. ross ha detto:

    Rispondo al questa rfasi scritta da Margh:
    la difficolta’ di trovare un gravitone che finalmente unifichi tutte le forze dipende proprio dal fatto che le altre forsze sono vettoriali, mentre la gravita’ e’ una forza tensoriale.
    —————————————————————————————————————————
    se non sbaglio nella fisica quantistica si associa ad ogni campo una
    particella “mediatrice” di tale campo e quindi di tale forza.. perciò
    la particella mediatrice è il gravitone per quanto riguarda il campo
    gravitazionale in linea teorica visto che per adesso non è stata
    ancora individuata sperimentalmente.. lo stesso vale per il campo
    elettromagnatico (il fotone) e per quello debole e forte
    (rispettivamente W+/- Z0 e i gluoni)
    ——————————————————————————————————————–
    Ma insomma! devo spiegarvi tutto io?? 😀

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    • bruce ha detto:

      Ostregheta!
      Hai capito marghian, hai capito la nostra Ross, gli alieni l’hanno istruita per bene.

      Ad ogni modo i gravitoni non c’entrano con la difficoltà nel trovare le onde gravitazionali.
      Il motivo lo spiego nella prossima puntata.
      Notte ragazzi, sempre un passo avanti 😆

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      • MARGHIAN ha detto:

        Vedo, vedo, e….non e’ come andare a lezione da un terrestre, ma..”infusione di conoscenza” tramite chissa’ quale macchinario, magari fatto come un casco da parrucchiera da cui al cervello dell'”allieva” arrivano le nuove cognizioni. e basta una seduta di qualche ora….e’ cosi’, Ross?

        Per la spiegazione… aspetto la prossima puntata 🙂

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  7. Pingback: Onde (im)percettibili | Estensione

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