La grande scoperta delle onde gravitazionali predette da Einstein!

[Gaetano M.]

Vorrei fare alcune considerazioni per avere il vostro punto di vista. Guardando i diagrammi registrati dalle stazioni Ligo:
1) Le onde rilevate sono relative ad un evento che dire catastrofico è davvero riduttivo.
2) E' durato pochissimo ed è relativo presumibilmente all'ultima fase con repentino ritorno al segnale precedente.
3) Da questo pensare di rilevare delle onde gravitazionali per usarle per studiare l'universo c'è bisogno di aumentare la sensibilità di molti ordini di grandezza.
4) Pensando a come avviene la rilevazione a nessuno è venuto in mente che il rumore di fondo potrebbe essere niente altro che le onde gravitazionali provenienti dall'universo? In fondo tutto quello che accade di grande e di meno grande (se vicino) da origine a movimenti nello spazio tempo. Il problema è separarle, ma prima o poi...
5) Ultima, se i B.H. si possono vedere tramite le onde gravitazionali forse i gravitoni non esistono (altrimenti finirebbero nel B.H. come i fotoni). Forse è lo spazio-tempo stesso a trasmettere con le contrazioni (come fa l'aria per le onde sonore).

[DarknessLight]

se i B.H. si possono vedere tramite le onde gravitazionali forse i gravitoni non esistono (altrimenti finirebbero nel B.H. come i fotoni). Forse è lo spazio-tempo stesso a trasmettere con le contrazioni (come fa l'aria per le onde sonore).

Come al solito premetto che la mia idea non conta nulla, ma sono d accordo con questa tua interpretazione! Anche a me piace pensare che i gravitoni non esistono e che siano le contrazioni nello spazio-tempo a produrre la gravità... ma si vedrà!

[Gaetano M.]

Dark, la mia conta come la tua se non meno...

[fulvio_]

[... 5) Ultima, se i B.H. si possono vedere tramite le onde gravitazionali forse i gravitoni non esistono (altrimenti finirebbero nel B.H. come i fotoni). Forse è lo spazio-tempo stesso a trasmettere con le contrazioni (come fa l'aria per le onde sonore). ...]

Ohibò!
Senza scomodare Enrico... leggendo questa giusta osservazione mi è venuto da chiedermi come mai i fotoni cascano nel BH pur non avendo massa!

[Cyg X-1]

Ohibò!
Senza scomodare Enrico... leggendo questa giusta osservazione mi è venuto da chiedermi come mai i fotoni cascano nel BH pur non avendo massa!

Beh Fulvio, sta proprio qui la differenza tra Galileo-Newton ed Einstein. Se la gravità è una forza che si esercita a distanza tra corpi dotati di massa è chiaro che i fotoni ne sono esclusi, ma se l'effetto dipende dalla curvatura dello S-T, allora non .... si salva nessuno ....

[DarknessLight]

Ohibò!
Senza scomodare Enrico... leggendo questa giusta osservazione mi è venuto da chiedermi come mai i fotoni cascano nel BH pur non avendo massa!

Fulvio, è la relatività generale che te lo spiega!

Le linee (o geodetiche) dello spazio-tempo si curvano in presenza di masse, perciò i fotoni, pur muovendosi di moto rettilineo, sono costretti a seguire linee curve dello spazio-tempo (incurvato dalla presenza di masse come stelle o bh)... da ciò è facile intuire che qualunque oggetto (dotato di massa o meno) deve essere per forza soggetto alla gravità, poiché la gravità NON influisce solo le masse, bensì su tutti gli oggetti, dato che la gravità di fatto è la curvatura dello spazio-tempo!!!!

Questo è il succo della relatività generale di Einstein

[Gaetano M.]

Molto interessante ques'articolo di Corrado Ruscica:
https://astronomicamens.wordpress.co...ravitazionale/

Da vedere anche l'intervista nella pagina "Before the Big Bang..."

[SANDRO]

Ciao Dark. C'è una cosa che mi sfugge a proposito dei fotoni in un BH.

Allora, il Buco nero è una sfera di raggio X che ha lo spazio curvato completamente su se stesso, ossia chiuso.

La mia perplessità è che se la luce non può uscire perchè intrappolata dalla curvatura della sfera (proprio perchè sfera), come fa ad entrarvi dall'esterno? Non è uno spazio chiuso ed a se stante?

E se entra non potrebbe voler dire che può anche uscire?

Ipotesi personale ovviamente.

[Red Hanuman]

No, non facciamo confusione. Quello che chiamiamo BH in realtà è una zona di spazio - tempo intorno ad una singolarità, caratterizzata dal fatto che dal suo interno nulla può fuoriuscire, perché dovrebbe farlo ad una velocità maggiore di quella della luce. O, che è lo stesso, una zona in cui lo spazio - tempo ha una geometria che non consente a nulla di sfuggire. Quindi, nulla può uscire, ma niente impedisce a qualcosa di entrare.
È una specie di senso unico spazio - temporale, insomma.
Non c'è una sfera in senso fisico, ma solo una zona di universo chiusa su se stessa...

[Enrico Corsaro]

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

Allora cerco di spiegarmi meglio e usando parole diverse, per poi ritornare al discorso di prima.

Prendiamo la trama dello spazio-tempo e immaginiamola come un telo.
Poniamoci adesso una massa sopra e quello che otteniamo è quello che ci mostra la figura a seguire:
rubber_sheet.jpg

La massa curva la trama dello spazio-tempo come una biglia con un certo peso curva un telo teso. Se la sfera in questione ruota intorno al proprio asse e rimane ferma in quel punto dello spazio-tempo nulla sta cambiando nella curvatura della trama.

Cosa succede se aggiungiamo un'altra sfera in prossimità e diamo un certo momento angolare al sistema?
Gravitational-Waves.jpg
Succede come mostra la figura che per effetto delle due curvature, una per ogni sfera, i due corpi iniziano a muoversi in orbita. Muovendosi in orbita cosa succede? Che la curvatura dello spazio-tempo cambia con il passare del tempo, si evolve (non è statica, perchè le masse si muovono!). Questo perchè i corpi orbitano l'uno attorno all'altro (e quindi si muovono sul telo).

In termini un pò più tecnici questo è spiegato dal momento di quadrupolo. Il momento di quadrupolo di una certa quantità è un vettore che ti da una indicazione di quanto sia asimmetrica tale quantità in distribuzione (di carica o di materia, ad esempio).

Nel primo caso illustrato, quello della sfera, il momento di quadrupolo è nullo. La sfera è perfettamente simmetrica rispetto al suo centro. Se facciamo ruotare la sfera, per effetto della forza centrifuga essa si schiaccierà ai poli (come ad esempio il Sole), allargandosi cioè all'equatore. In questo caso il momento di quadrupolo non è più nullo, perchè adesso il corpo non è più sferico, ma è simmetrico solo rispetto all'asse di rotazione. Ebbene però, questo momento di quadrupolo rimane invariato, perchè è invariata la forma della massa in questione. Anche se il corpo ruota su se stesso, la simmetria assiale è sempre la stessa.

Nel secondo caso, quello dei due corpi in orbita, abbiamo invece non solo un momento di quadrupolo diverso da zero (la massa è certamente distribuita in modo diverso da una sfera perfetta), ma abbiamo anche un momento di quadrupolo che varia nel tempo! Questo genera le increspature nella trama dello spazio-tempo. Il discorso equivale a dire che la distribuzione di massa sta cambiando nel tempo, c'è cioè un movimento che fa cambiare il valore del momento di quadrupolo.

C'è un video molto carino e ben fatto che fa capire molto bene cosa succede. Eccolo QUI, ti consiglio di vederlo!!

Veniamo ora alla considerazione fornita inizialmente da Red e che tu hai quotato.
La cosa in sè potrebbe essere ragionevole ma in realtà non funziona proprio in questo modo, è un pò diverso ed è bene capire in che senso. Mi spiego a seguire.

1) La simmetria sferica (il più elevato grado di simmetria geometrica) di per sè fa si che il momento di quadrupolo sia nullo. Questo perchè il momento di quadrupolo è un vettore con un braccio (dalla definizione di momento) preso proprio rispetto al centro di massa del sistema e calcolato per una coppia di punti. Quando si ha una sfera, ogni coppia di punti nella sfera ha un suo momento di quadrupolo, certamente. Ma siccome ogni coppia di punti ha sempre un suo corrispettivo diametralmente opposto rispetto al centro (dalla definizione di sfera), allora ci sarà anche un momento di quadrupolo di segno e verso opposto per quella coppia di punti. Il momento di quadrupolo totale della sfera, che è la somma vettoriale di ogni momento di quadrupolo per ogni punto della sfera, sarà quindi nullo (ci sono tanti termini positivi, tanti negativi, a causa della perfetta simmetria).

2) Quando la simmetria sferica si rompe e diventa simmetria assiale (cioè quando c'è la rotazione e la sfera originale si schiaccia leggermente ai poli per effetto della forza centrifuga, vedi figura di sferoide a forma oblata), il discorso al punto 1) non vale più.
OblateSpheroid.PNG
Adesso non tutte le coppie di punti di questo sferoide (prese arbitrariamente) hanno un esatto corrispettivo diametralmente opposto al centro dello sferoide. Ci sono come vedi punti (all'equatore) che distano di più dal centro, ed altri di meno rispetto a questi. Il momento di quadrupolo risultante è diverso da zero.
Tuttavia, siccome il sistema ruota intorno all'asse, che è adesso l'asse di simmetria, anche se lo sferoide gira su se stesso il momento di quadrupolo rimane identico, non cambia.

3) Il discorso si estende al caso di due corpi in sistema binario. Il momento di quadrupolo totale adesso non solo sarà diverso da zero, ma cambierà anche nel tempo, perchè il sistema stesso è dinamico, evolve, cambia la sua forma cambiando la distanza tra i due corpi in orbita, e facendo sì che il momento di quadrupolo vari nel tempo.


Quindi ricapitolando, non sono le onde gravitazionali che si annullano a vicenda quando la simmetria è sferica, ma è il momento di quadrupolo totale che è nullo per questa simmetria (e rimane nullo al passare del tempo fin tanto che la sfera rimane tale), e di conseguenza nessuna onda può essere creata. Anche nel caso del corpo che ruota non vengono emesse onde che si annullano fra di loro, ma è il fatto che il momento di quadrupolo rimane costante nel tempo a non farne emettere in alcun modo.
Se ipoteticamente prendessimo una sfera, ferma, e improvvisamente iniziassimo a farla ruotare talmente veloce da farla diventare uno sferoide, allora questo provocherebbe l'emissione di onde gravitazionali (il momento di quadrupolo del sistema passerebbe da zero ad un valore differente, dunque varierebbe nel tempo!).