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0269. Che forma hanno le onde gravitazionali?

espertomini

Albert Einstein incluse, nella teoria della relatività generale, l'esistenza delle onde gravitazionali, che vengono (se non sbaglio...) generate da ogni corpo che ha massa. Vorrei sapere innanzitutto che forma avrebbero tali onde (di natura elettromagnetica o meno) e se fosse possibile cambiargli di fase, otterremmo un annullamento della gravità? Non so darmi una risposta visto che Einstein considerava la gravità anche come una deformazione dello spazio-tempo dovuta alla presenza di massa. (Andrea Oliveri) (2128)


sem_esperto_gialloOggi è noto che ciò che un’onda trasporta è energia e quantità di moto icona_glossario . Si ricava dalle equazioni di Maxwell icona_biografia per l’elettromagnetismo che un’onda elettromagnetica nel vuoto si propaga con una velocità c=299 792,458 km/s (velocità della luce icona_esperto[111] nel vuoto) e che ciò che si propaga è il campo elettromagnetico stesso. Einstein, delle cui maggiori scoperte si è celebrato l’anniversario nel 2005 icona_wy2005, con la teoria della relatività icona_glossario e con la formalizzazione dell’ interazione gravitazionale, ha dimostrato che una massa in moto, in opportune condizioni, emette onde gravitazionali che si propagano alla velocità della luce .

ScienzaPerTutti_orbit_blkhole

fonte:http://lisa.nasa.gov/popups/deathspiral.html

Si può cioè pensare che una massa accelerata emetta onde gravitazionali così come una carica accelerata emette onde elettromagnetiche. Tuttavia, l’analogia tra le onde gravitazionali e le onde elettromagnetiche finisce qui, per la diversa natura dei campi gravitazionale ed elettromagnetico. Ad esempio ricordiamo che una caratteristica peculiare della forza di gravità, consiste nell’essere puramente attrattiva. La forza elettromagnetica, invece, può essere sia attrattiva che repulsiva a seconda che siano in gioco “cariche” di segno opposto od uguale. La forza gravitazionale quindi non può essere schermata come facciamo con quella magnetica . Possiamo pensare ad un’onda gravitazionale come ad un’increspatura dello spazio-tempo, che, propagandosi, ci fornisce informazioni sulla variazione del campo gravitazionale. In sostanza, quindi, senza entrare in complessi calcoli tensoriali icona_glossario, possiamo concludere che, mentre un’onda elettromagnetica si propaga nello spazio-tempo, un’onda gravitazionale è una modificazione dello spazio-tempo.

ScienzaPerTutti_spazio_tempo

Lo studio delle onde gravitazionali è assai complesso: esse infatti sono generate non solo dall’accelerazione della massa, ma anche dalle velocità e dalle variazioni nel tempo delle accelerazioni ed è inoltre necessario che la loro distribuzione sia asimmetrica. Un collasso gravitazionale icona_miniapprofondimento sferico, infatti, non genera onde gravitazionali, mentre per generare un’onda elettromagnetica è sufficiente che il prodotto delle cariche per la somma vettoriale icona_glossario delle accelerazioni sia diverso da zero. In pratica, poi, le onde gravitazionali sono debolissime e questo implica che è estremamente difficile rivelarle e studiarle. La potenza (energia per unità di tempo) di queste onde è infatti inversamente proporzionale alla quinta potenza della velocità della luce, pertanto non si può produrle in laboratorio con masse piccole.

ScienzaPerTutti_onde_gravitazionali

fonte:http://lisa.nasa.gov/popups/ripples.html

L’osservazione della onde gravitazionali richiede deve dunque essere rivolta ad oggetti cosmici, con strumenti di elevatissima precisione icona_linkesterno.

Maria Pia De Pascale – Fisico


 

 
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Ultima modifica: 28 maggio 2018

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