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La scoperta delle onde gravitazionali

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Offline Aleph

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #25 il: Dom 14/02/2016, 09:19 »
Aleph: sul piano il luogo di differenza di tempo costante è sicuramente un'iperbole, infatti si parla di navigazione iperbolica (proprio in questi giorni sto consegnando a un cliente un sistema di verifica per navigazione LORAN, quindi sono preparatissimo - penso di essere uno degli ultimi che sa nei dettagli come funziona il LORAN, sigh...)

In tre dimensioni immagino sia un iperboloide di rotazione. In più, i bracci di LIGO hanno una certa orientazione spaziale, e immagino che le differenze di segnale rivelate da ogni braccio vengano usate per una prima grossilana stima di direzione. Se osservi le stime di posizione nel paper di Fermi (http://gammaray.nsstc.nasa.gov/gbm/publications/preprints/gbm_ligo_preprint.pdf) ti fai un'idea, c'è una zona di massima probabilità.
Intanto grazie per l'ennesimo link, ho dato una rapida occhiata e ho visto la mappa con la distribuzione di probabilità, leggerò bene l'articolo con più calma tempo permettendo...
Sul discorso del Loran sono d'accordo, le cose però sono molto diverse perché oltre ad essere tutto relativo a uno spazio piano, ma questo è poco importante, la posizione è relativamente vicina e può essere anche in mezzo alle due stazioni, insomma qui non ho dubbi che si tratta di un'iperbole (il cui asse di simmetria coincide con il segmento che unisce le due stazioni, dico giusto?).

Per segnali invece che provengono da distanze grandissime (intendo sempre rispetto alla distanza tra le due stazioni) dovrebbe essere come dicevo, cioè la posizione possibile della sorgente deve trovarsi su un cerchio proiettato sulla sfera celeste con centro (del cerchio) il prolungamento del segmento che unisce le due stazioni.
Sei d'accordo?
« Ultima modifica: Dom 14/02/2016, 09:20 da Aleph »

Offline IK1ODO

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #26 il: Dom 14/02/2016, 09:26 »
non lo so, Aleph, non riesco a figurarmelo. Devo prendere un foglio e ragionarci su.
Per il GPS sono intersezioni di sfere e quindi cerchi, ma lì la geometria è diversa, hai una serie di emettitori sincroni e misuri la differenza dei tempi di arrivo.
Se rovesci la cosa hai un emettitore e due ricevitori ... e sì, proiettano un cerchio sulla sfera celeste. Probabilmente hai ragione tu.
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #27 il: Dom 14/02/2016, 11:05 »
Segnalo un paio di spunti interessanti per astro-fan :mrgreen: emersi durante la conferenza stampa svolta alla NSF alla presenza di vari scienziati di LIGO:



1) Attorno al minuto 39:05, Kip Thorne mostra una slide con diverse bande frequenziali di interesse relative alle onde gravitazionali. E' interessante che quella osservata con l'interferometro è un'onda ad "alta frequenza" (10-1000 Hz), mentre gli interferometri spaziali (tipo LISA) sono indicati per periodi più lunghi (da minuti ad ore), e poi vi sono altre bande con periodi da anni a decenni, ed infine fino a miliardi di anni :surprise: Un bel cambio di prospettiva rispetto alle frequenze dello spettro elettromagnetico.

2) Nonostante l'evidente USA-centrismo di tutta la conferenza stampa (la collaborazione mondiale attiva nel settore è stata tratteggiata in modo piuttosto veloce, mentre le 133 affiliazioni diverse nell'articolo scientifico http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102 raccontano una storia diversa), Rainer Weiss al minuto 54:30 lancia una filippica contro i decisori politici statunitensi che nel 2011 hanno bloccato i finanziamenti a LISA. Pertanto gli europei hanno proseguito da soli fino al lancio di LISA Pathfinder. Quindi raccomanda di riaprire al più presto la collaborazione con gli europei: detto da uno che ha un mezzo premio Nobel al collo nel giorno della gloria mi pare un evento rilevante.

In ogni caso, se tutto procede come previsto, da domani il primo cubo di LISA Pathfinder verrà rilasciato completamente dall'ultimo elemento meccanico che lo blocca, chiamato GPRM (Grabbing, Positioning and Release Mechanism) per avere infine i cubi in caduta libera a partire dal 23 febbraio.

Chiudo plaudendo anch'io alla scoperta: ho avuto modo di visitare VIRGO in vari momenti (durante la costruzione, l'operatività e gli upgrade) e devo dire che è un oggetto fantastico anche dal punto di vista ingegneristico/tecnologico: le soluzioni introdotte per gli specchi, per la sospensione degli stessi, per il vuoto nei bracci sono eccezionali, e spesso condivise tra LIGO e VIRGO.

Offline amoroso

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #28 il: Dom 14/02/2016, 11:38 »
Dopo la disfatta di SSC e il successo del CERN è comprensibile l'orgoglio dei fisici americani per il ritorno del loro paese sulla scena della fisica sperimentale di punta.

Online sinucep

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #29 il: Dom 14/02/2016, 14:41 »
Rainer Weiss al minuto 54:30 lancia una filippica contro i decisori politici statunitensi che nel 2011 hanno bloccato i finanziamenti a LISA. Pertanto gli europei hanno proseguito da soli fino al lancio di LISA Pathfinder. Quindi raccomanda di riaprire al più presto la collaborazione con gli europei: detto da uno che ha un mezzo premio Nobel al collo nel giorno della gloria mi pare un evento rilevante.

Blocco nei finanziamenti che ha portato allo slittamento del lancio al 2034, alla riduzione dei bracci da 3 a 2 e al loro accorciamento da 5 a 1 milione di chilometri, per una diminuzione di sensibilità di un fattore 10.



Dopo questi ritocchi il nome della missione da LISA è diventato eLISA e la "e" starebbe per "evolved".
Un po' come il mio Galaxy Note 3 Neo che (nonostante il suffisso "Neo" evochi innovazione) è la versione più scrausa del Galaxy Note 3  :shock:

Comunque penso che con la rivoluzione che sta avvenendo nell'astronomia delle onde gravitazionali ne cambieranno di cose prima del 2034.
« Ultima modifica: Dom 14/02/2016, 14:43 da sinucep »
"Se io potessi seguire un raggio di luce a velocità c, questo mi apparirebbe come un campo elettromagnetico oscillante nello spazio, in stato di quiete?" - Albert Einstein

Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #30 il: Dom 14/02/2016, 15:48 »
Non ho capito una cosa: Si dice che un corpo che accelera perde un po' di massa. Ma io pensavo che la relatività dicesse il contrario: all'aumentare della velocità aumenta anche la massa fino ad arrivare alla velocità della luce che implica massa infinita. Abbiate pazienza per i principianti... :-(

Offline Acris

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #31 il: Dom 14/02/2016, 16:02 »
Uhm credo sia esattamente il contrario, se arrivi alla velocità della luce sei pura energia...
Ma sono ignorante pure io, quindi smentitemi pure subito!
Solo due cose sono infinite, l'universo e la stupidità umana, e non sono sicuro della prima

A.Einstein

Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #32 il: Dom 14/02/2016, 17:39 »
Uhm credo sia esattamente il contrario, se arrivi alla velocità della luce sei pura energia...
Ma sono ignorante pure io, quindi smentitemi pure subito!

Da Treccani:  "si deve distinguere tra la massa di quiete (o di riposo m0) invariabile e la massa in condizioni di moto, m, detta genericamente massa relativistica, crescente con la velocità. Se la velocità si avvicina a quella c della luce, come può avvenire per determinate radiazioni corpuscolari, la massa relativistica tende a diventare infinitamente grande".  Forse però sono fuori strada rispetto alle teorie citate prima da chi ne sa molto di più

Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #33 il: Dom 14/02/2016, 18:02 »

Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #34 il: Dom 14/02/2016, 19:30 »
Non ho capito una cosa: Si dice che un corpo che accelera perde un po' di massa. Ma io pensavo che la relatività dicesse il contrario: all'aumentare della velocità aumenta anche la massa fino ad arrivare alla velocità della luce che implica massa infinita. Abbiate pazienza per i principianti... :-(
La relatività ristretta prevede quanto dici, perché nell'impulso relativistico è presente il fattore gamma a moltiplicare il prodotto di massa e velocità.
La perdita di massa di un corpo accelerato che dà luogo alle onde gravitazionali invece è un fenomeno che riguarda la relatività generale, ma io non ho ancora studiato la teoria. Immagino comunque che i due effetti concorrano

Offline Buzz

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #35 il: Dom 14/02/2016, 19:45 »
La perdita di massa di un corpo accelerato che dà luogo alle onde gravitazionali invece è un fenomeno che riguarda la relatività generale
Giusto per essere sicuro che ho capito: stiamo parlando di un corpo accelerato da un campo gravitazionale, oppure di un qualsiasi corpo accelerato?
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #36 il: Dom 14/02/2016, 21:30 »
Un qualsiasi corpo accelerato. Esattamente come una carica elettrica: tu fai girare una calamita, e in una spira generi una tensione. La calamita la fai girare tu, oppure puoi portare in giro un oggetto carico. Non importa chi lo fa muovere, il movimento della carica altera il campo e produce un'onda.
Allora, puntini sulle i. Se accelero un corpo aumento la sua energia, e quindi la massa: vedere LHC (caso estremo), dove i protoni accelerati hanno una massa così grande che diventa sempre più difficile accelerarli ulteriormente (strasemplifico). Il tutto governato dalla stra-celebre e=mc^2, ovvero m=e/c^2.
L'emissione di onde gravitazionali mi dice solo che se un corpo (molto massivo) su muove (molto velocemente) in un campo gravitazionale (molto intenso) allora emetto energia sotto forma di onde gravitazionali, e quindi pian piano perdo energia. I "molto" derivano dal fatto che per i corpi comuni (es, Terra e Sole) l'irraggiamento di onde gravitazionali (con periodo 1 anno) è trascurabile (mi pare di aver letto qualche W). Per avere effetti sensibili a distanze cosmologiche occorrono sistemi binari di stelle massicce, o di buchi neri.
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #37 il: Lun 15/02/2016, 09:18 »
L'emissione di onde gravitazionali mi dice solo che se un corpo (molto massivo) su muove (molto velocemente) in un campo gravitazionale (molto intenso) allora emetto energia sotto forma di onde gravitazionali, e quindi pian piano perdo energia.
Ok. Per come la spieghi tu, quello che genera le onde è l'interazione tra una massa pesante e un campo gravitazionale esterno che genera le onde, giusto? Quindi un'accelerazione tangenziale al campo gravitazionale, che non varia il potenziale gravitazionale, non genera onde gravitazionali?

Oppure invece è la massa inerziale che genera le onde gravitazionali, e quindi la cosa è indipendente dall'interazione con il campo gravitazionale esterno?

E se il corpo invece di accelerare decelera, che succede? La massa aumenta?
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #38 il: Lun 15/02/2016, 09:40 »
Credo che sia il moto accelerato di una massa, che genera le onde. Quindi un pianeta in orbita, o due buchi neri, o due stelle di neutroni - varia l'intensità.
Se un corpo decelera compie un lavoro, e quindi per la relatività ristretta converte parte della propria energia in qualcos'altro, e quindi pesa meno. C'era stata anni fa un'animata discussione su FB: una molla compressa pesa di più o di meno? Alla fine il parere è che pesi di più, in quanto contiene più energia; per comprimerla ho fornito una quantità di energia, non misurabile come peso perchè minuscola, ma quantificabile.
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #39 il: Lun 15/02/2016, 10:12 »
Se un corpo decelera compie un lavoro...
È per questo che io avevo capito che fosse l'interazione col campo gravtazionale a generare la differenza di energia e di massa.
La massa che interagisce col campo gravitazionale è la massa pesante, quella invece che accumula energia per via del movimento è la massa inerziale. Le due masse hanno proprietà diverse.

Visto che si parla di "onde gravitazionali", io suppongo si stia parlando di una proprietà del campo gravitazionale e della massa pesante, che nulla ha a che fare con l'inerzia e l'accelerazione. E quindi mi viene da pensare che se è il campo gravitazionale a compiere lavoro allora si generano le onde gravitazionali, ma se il lavoro è compiuto da una forza esterna ed avviene tangenzialmente al campo gravitazionale (il quale quindi non compie lavoro), non ci siano onde gravitazionali...
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Offline henry

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #40 il: Lun 15/02/2016, 16:56 »
http://www.lescienze.it/news/2016/02/11/news/onde_grativazionali_annuncio_rilevazione_ligo_virgo-2966574/

"In teoria qualunque massa in movimento genera onde gravitazionali. Queste onde però sono assai deboli, poiché la gravità è la più debole delle quattro forze fondamentali che agiscono in natura. Quindi per sperare di rilevarle è fondamentale che le sorgenti siano masse in movimento di dimensioni astronomiche, per esempio due buchi neri che collassano uno sull'altro, proprio l'evento osservato da LIGO, che era stato previsto per via teorica, oppure eventi estremamente energetici, per esempio l’esplosione di supernove."
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #41 il: Lun 15/02/2016, 17:08 »
"In teoria qualunque massa in movimento genera onde gravitazionali.
Ah, ecco. Grazie per il link! :)
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #42 il: Lun 15/02/2016, 17:55 »
In teoria qualunque massa in movimento genera onde gravitazionali.

Credo proprio che le masse debbano essere in moto accelerato per generare onde gravitazionali. Secondo l'analogia con le cariche elettrice, un filo dritto (infinito) percorso da corrente non crea un campo elettromagnetico. Ma forse questo è sottinteso quando si parla di relatività dove non c'è differenza tra stare fermi ed essere in moto rettilineo uniforme.

Per spiegare meglio: le masse in un sistema binario sono in un moto di rivoluzione e quindi sempre in accelerazione su due assi spaziali e le antenne rettilinee irradiano onde elettromagnetiche perché le cariche arrivate alla fine dell'antenna rimbalzano e tornano indietro invertendo direzione.

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Offline gg

Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #43 il: Mar 16/02/2016, 10:17 »

Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #44 il: Mar 16/02/2016, 10:27 »
un filo dritto (infinito) percorso da corrente non crea un campo elettromagnetico
Si` che lo crea!
http://www.phys.uri.edu/gerhard/PHY204/tsl216.pdf
https://www.google.it/?ion=1&espv=2#q=electromagnetic%20field%20straight%20wire
Si parla di campo elettromagnetico non di campo magnetico

Offline IK1ODO

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #45 il: Mar 16/02/2016, 10:28 »
gg, stavo per rispondere la stessa cosa ieri, poi  i sono morso la lingua... e sono stato zitto.
E' vero, lo crea - esperimento di Oersted, 1820. Metti un ago magnetico di fianco al filo, e vedi che la corrente crea un campo magnetico.
Ma il campo elettromagnetico presuppone un dI/dT, una variazione della corrente nel tempo. Con una corrente costante non irradi quella che chiamiamo onda elettromagnetica, che ha una frequenza ed una lunghezza d'onda.

Starline mi ha preceduto :)
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #46 il: Mar 16/02/2016, 10:37 »
Per spiegare meglio: le masse in un sistema binario sono in un moto di rivoluzione e quindi sempre in accelerazione su due assi spaziali e le antenne rettilinee irradiano onde elettromagnetiche perché le cariche arrivate alla fine dell'antenna rimbalzano e tornano indietro invertendo direzione.
Ottima spiegazione, grazie. Non stiamo parlando del fatto che i due corpi girano più veloce perché si avvicinano, ma stiamo parlando di una continua accelerazione centripeta, che causa le onde gravitazionali.
Il fatto che i due corpi si avvicinano quindi è una conseguenza delle onde gravitazionali, non la causa.
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #47 il: Mar 16/02/2016, 10:43 »
Il fatto che i due corpi si avvicinano quindi è una conseguenza delle onde gravitazionali, non la causa.

Corretto! E' una conseguenza dell'emissione di energia sotto forma di onde gravitazionali.
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #48 il: Mar 16/02/2016, 11:05 »
Il fatto che i due corpi si avvicinano quindi è una conseguenza delle onde gravitazionali, non la causa.

Corretto! E' una conseguenza dell'emissione di energia sotto forma di onde gravitazionali.
Di tutta la faccenda non comprendo un aspetto:
se le onde sono emesse a causa delle alte accelerazioni a cui sono sottoposti due buchi neri e se queste (sia accelerazioni che onde) crescono di intensità fino alla fusione non comprendo il ruolo delle 3 masse solari trasformate in energia e come si sia potuto accertare che i due buchi neri avessero le masse che vengono riportate negli articoli.

Offline IK1ODO

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #49 il: Mar 16/02/2016, 11:19 »
Se emetto energia perdo massa, sempre per la relaitività ristretta. L'intensità della radiazione misurata corrisponde ad una conversione di 3 Mo in energia.
Per la determinazione delle masse leggiti il paper originale, https://physics.aps.org/featured-article-pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102
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