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LE ONDE GRAVITAZIONALI
20 Oct

LE ONDE GRAVITAZIONALI

L'11 febbraio 2016 gli scienziati del LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) hanno  annunciato di aver trovato, a un secolo dalla loro formulazione teorica, le prove sperimentali dell'esistenza  delle onde gravitazionali, le increspature nel tessuto dello spazio-tempo già teorizzate da Einstein.

L'onda gravitazionale è una perturbazione dello spazio-tempo che si propaga con carattere  ondulatorio.

Le onde gravitazionali si propagano nella struttura geometrica dello spazio modificando la distanza  spaziotemporale di due punti vicini, facendola oscillare attorno a valori di riferimento. In questo caso,  l'equazione delle onde è tensoriale (10 componenti), poiché deve tener conto di tutte le possibili  dipendenze della distanza dalle coordinate. In base alle equazioni della Relatività Generale, la velocità  delle onde gravitazionali coincide con la velocità della luce c (che nel vuoto ha un valore di  299792458 m/s).

Di conseguenza, le onde gravitazionali sono sempre onde trasversali: le distorsioni provocate  localmente dal passaggio di un'onda sono sempre perpendicolari alla sua direzione di propagazione.

La verifica sperimentale dell'esistenza delle onde gravitazionali ha fornito un'ennesima conferma  della teoria della relatività generale e aperto nuove prospettive di studio in campo astrofisico.

Immaginare le onde gravitazionali è un processo complesso. Provate a pensarle come tracce di  "vibrazioni". Così come un'onda elettromagnetica permette di risalire alle vibrazioni del campo elettromagnetico che l'hanno prodotta, le onde gravitazionali consentono di osservare la distorsione  dello spazio-tempo, stiracchiato e compresso dalle perturbazioni della forza di gravità che si  propagano per l'Universo.

Le sorgenti di onde gravitazionali sono in genere grandi masse che subiscono grandi accelerazioni.  Le fonti più note sono sistemi binari di buchi neri che orbitano l'uno attorno all'altro fino a collidere.  Al centro della notizia del febbraio 2016 c'è stata la rilevazione “delle onde gravitazionali prodotte  nell'ultima frazione di secondo del processo di fusione di due buchi neri, di massa equivalente a circa  29 e 36 masse solari.”

I due colossi si sono fusi in un unico buco nero ruotante più massiccio di circa 62 masse solari, dove  le 3 masse solari mancanti al totale della somma equivalgono all'energia emessa durante il processo  di fusione dei due buchi neri, sotto forma - appunto - di onde gravitazionali.

Anche le stelle di neutroni, corpi estremamente densi che ruotano su se stessi molto rapidamente,  possono dare origine a queste increspature: l'irregolarità sulla loro superficie provoca onde  gravitazionali periodiche nel tempo (mentre in una fusione o collisione, l'intensità delle onde rilevate  cresce progressivamente fino al "botto finale"). Le supernove, stelle in fin di vita, generano onde  gravitazionali brevi e intense ("burst"). Una sorta di eco gravitazionale potrebbe rimanere anche dal  Big Bang, più debole e più equamente distribuito.

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