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  1. #21
    Staff • Autore L'avatar di Enrico Corsaro
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    Re: La grande scoperta delle onde gravitazionali predette da Einstein!

    Citazione Originariamente Scritto da DarknessLight Visualizza Messaggio
    Allora, premesso che Red più o meno me lo aveva già spiegato un po'... ma volevo sentire anche il tuo parere.
    Quindi, come mai sono solo i corpi che si muovono di moto accelerato a produrre onde gravitazionali? Si può spiegare in termini accessibili anche a un dilettante?
    Una bella domanda a cui è doveroso dare una risposta comprensibile.

    Come premessa, il processo è praticamente analogo a quello che genera una radiazione elettromagnetica a partire da una particella carica che oscilla. In realtà la chiave non è il moto accelerato in sè, come ti spiegherò a seguire.

    La base è l'effetto del cosiddetto momento di quadrupolo. Il momento di quadrupolo si realizza su di una distribuzione di massa che non ha una simmetria sferica. Ad esempio, il Sole che ruota intorno al proprio asse con una certa velocità, è leggermente più schiacciato ai poli rispetto all'equatore. Il fatto che abbia questa forma, geometricamente nota come forma oblata, genera un momento di quadrupolo, sia per le cariche elettriche che per la distribuzione di massa.

    Il momento di quadrupolo indica cioè la presenza di una asimmetria nel sistema considerato. Cosa produce però all'atto pratico l'emissione di radiazione? E' la variazione nel tempo di questo momento di quadrupolo. Occorre dunque qualcosa che faccia cambiare questo momento con il variare del tempo. La semplice rotazione di un corpo intorno al suo asse non basta. Ecco allora che interviene il sistema binario, cioè la stessa mutua attrazione gravitazionale tra i due corpi, porta la distribuzione di massa a variare durante l'orbita dei due corpi intorno al centro di massa. Quando cambia la distanza tra i due corpi, cambia anche la forza gravitazionale tra i due, e di conseguenza anche la distribuzione della massa ne risente (il corpo si prolunga in direzione dell'altro, in una forma prolata).
    Il fatto che il sistema sia in orbita binaria fa variare queste distorsioni nel tempo, il che produce l'emissione di energia gravitazionale. L'energia gravitazionale emessa è semplicemente data dalla variazione nel tempo dell'energia gravitazionale del sistema. Ad esempio, nel caso Terra-Sole, la potenza gravitazionale emessa è pari circa 200 watt, debolissima (quasi impercettibile). Questo perchè la variazione di momento di quadrupolo del sistema è minima, data la piccola massa dei due oggetti coinvolti.

  2. #22
    Gigante L'avatar di DarknessLight
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    Re: La grande scoperta delle onde gravitazionali predette da Einstein!

    Ok. Intanto ti ringrazio!

    Aspetto pazientemente che rispondi anche alle domande di tutti gli altri... ma poi vorrei un attimo approfondire meglio questo discorso perchè mi pare piuttosto articolato...
    ...Splende in un luogo oscuro...

  3. #23
    Nana Rossa L'avatar di davide1334
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    Re: La grande scoperta delle onde gravitazionali predette da Einstein!

    alla luce di tutto ciò,tutta la massa trasformatisi in energia dal big bang ad oggi, sottoforma di onde gravitazionali,può fare riconsiderare tutto il "calcolo cosmologico" dall'espansione alla materia ed energia oscura?

  4. #24
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    Re: La grande scoperta delle onde gravitazionali predette da Einstein!

    Citazione Originariamente Scritto da Cyg X-1 Visualizza Messaggio
    Quindi anche la Terra produce onde gravitazionali (lasciamo stare l'intensità, m'interessa il concetto)? E se è vero che per produrre onde gravitazionali è necessaria energia e questa energia viene sottratta alla massa dell'oggetto produttore (vedi la collisione dei due buchi neri), anche la massa della Terra diminuisce costantemente a causa delle onde che il suo moto produce?
    Nel qual caso, si certamente anche la Terra produce onde gravitazionali, così come anche il Sole. L'energia irradiata però non viene persa nella forma di massa, ma nell'energia del sistema gravitazionale Terra-Sole. Questo fa si che sostanzialmente la Terra spiraleggi pian piano, avvicinandosi sempre più al centro di massa. In realtà nel nostro caso, l'energia persa è talmente bassa, da restringere l'orbita terrestre di appena 1/300 del diametro dell'atomo di idrogeno, producendo un effetto che non è apprezzabile nemmeno nell'arco di tutta la vita dell'Universo.

  5. #25
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    Re: La grande scoperta delle onde gravitazionali predette da Einstein!

    Citazione Originariamente Scritto da DarknessLight Visualizza Messaggio
    Tra l altro alla fine dell articolo dice che Hawking vorrebbe utilizzare le onde gravitazionali per il teorema dell area: l area del BH finale è MAGGIORE della somma delle aree dei BH che l hanno originato.

    Ma questo non si ricava già dal raggio di Schwarzschild o sbaglio?
    Esatto. Il teorema dell'area è la seconda legge della termodinamica dei buchi neri. Il punto è che l'entropia del sistema non può mai diminuire. Poichè l'entropia di un buco nero si misura tramite l'area della superficie dell'orizzonte degli eventi, il senso è che se due buchi neri si fondono insieme, l'area che ne risulta non può essere minore della somma delle due iniziali. Con le onde gravitazionali adesso questo teorema potrà (ed è già stato confermato in questo caso) essere verificato sperimentalmente.

  6. #26
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    Re: La grande scoperta delle onde gravitazionali predette da Einstein!

    Citazione Originariamente Scritto da davide1334 Visualizza Messaggio
    alla luce di tutto ciò,tutta la massa trasformatisi in energia dal big bang ad oggi, sottoforma di onde gravitazionali,può fare riconsiderare tutto il "calcolo cosmologico" dall'espansione alla materia ed energia oscura?
    Una domanda interessante! In effetti non so risponderti con esattezza, ma immagino che adesso che il fenomeno è stato confermato osservativamente bisognerà in qualche modo stimare quanto possa influire e aver influito sul bilancio energetico totale. Comunque sia, non mi aspetterei un contributo significativo per due motivi principali: 1) i fenomeni che dissipano così tanta energia gravitazionale sono molto poco comuni e 2) l'energia gravitazionale viene dissipata proporzionalmente al quadrato della distanza tra i due sistemi in orbita, dunque il picco di energia dissipata avviene sempre e solo per un breve lasso temporale, facendo si che queste emissioni siano di fatto sempre di breve durata quando avvengono in modo più significativo.

  7. #27
    Gigante L'avatar di DarknessLight
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    Re: La grande scoperta delle onde gravitazionali predette da Einstein!

    Ma... Ad esempio... perché per la terra che orbita intorno al sole le onde gravitazionali sono generate dal restringimento dell orbita, mentre invece per i buchi neri che si fondono le onde sono generate da una perdita di massa!?
    Sono due fenomeni totalmente differenti ma generano lo stesso effetto... c'è qualcosa che mi sfugge...
    ...Splende in un luogo oscuro...

  8. #28
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    Re: La grande scoperta delle onde gravitazionali predette da Einstein!

    Citazione Originariamente Scritto da DarknessLight Visualizza Messaggio
    Ma... Ad esempio... perché per la terra che orbita intorno al sole le onde gravitazionali sono generate dal restringimento dell orbita, mentre invece per i buchi neri che si fondono le onde sono generate da una perdita di massa!?
    Sono due fenomeni totalmente differenti ma generano lo stesso effetto... c'è qualcosa che mi sfugge...
    Perchè sono due onde diverse infatti (ma sempre gravitazionali si intende). Nel caso dei buchi neri ci sono state due emissioni: la prima dovuta allo spiraleggiare dell'orbita e la seconda quando è avvenuta fusione, che è stato l'evento più energetico in sè (e quello che ha fatto perdere al sistema la bellezza di 3 masse solari in pochi istanti), cioè quello che ha generato il fronte d'onda che è stato osservato fino a qui sulla Terra.
    Per il sistema Terra-Sole c'è solo un moto orbitale, non c'è nè ci sarà una fusione o una caduta della Terra sul Sole, e l'energia gravitazionale emessa è solo legata al moto orbitale che comporta un leggerissimo spiraleggiamento (impercettibile). Inoltre non sono le onde ad essere generate dal restringimento dell'orbita, ma viceversa è l'onda che genera un restringimento dell'orbita poichè fa dissipare energia al sistema. Le onde sono generate dalla variazione del momento di quadrupolo nel tempo, a sua volta dovuta ad una asimmetria nella distribuzione di massa del sistema.
    Ultima modifica di Enrico Corsaro; 15-02-2016 alle 20:20 Motivo: Correzione ortografia

  9. #29
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    Re: La grande scoperta delle onde gravitazionali predette da Einstein!

    Le onde sono generate dalla variazione del momento di quadrupolo nel tempo, a sua volta dovuta ad una asimmetria nella distribuzione di massa del sistema.
    Ok, il segreto dell arcano si cela in questa affermazione... devo pensarci su...
    ...Splende in un luogo oscuro...

  10. #30
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    Re: La grande scoperta delle onde gravitazionali predette da Einstein!

    @Enrico Corsaro

    Guarda come mi hanno spiegato qui http://www.astronomia.com/forum/show...l=1#post162149

    A un certo punto si usa un analogia con le onde in fase e in controfase che si annullano o si amplificano a vicenda.
    Cosa ne pensi? A me sembra un analogia molto ben riuscita... Secondo te funziona?

    Scrive così
    L'immagine che mi sono fatto è che le onde gravitazionali si generino anche nei movimenti simmetrici, ma che si annullino reciprocamente, un po' come le bande oscure delle frange di diffrazione per la luce. L'energia della luce c'è, ma viene annullata quando un'onda ne incontra un'altra in contro fase. Nel caso di un movimento uniforme, le onde create in una direzione vengono annullate da quelle create in direzione opposta, mentre lo stesso non può accadere per i movimenti non uniformi.
    ...Splende in un luogo oscuro...

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