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La scoperta delle onde gravitazionali

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #50 il: Mar 16/02/2016, 12:12 »
Ma se così fosse e se perdessero massa (ed energia) generando le onde gravitazionali e non per perdita di energia cinetica (velocità) non dovrebbero allontanarsi?
Ma aspetta allora perdono energia cinetica perdendo massa al posto di velocità come avviene nella nostra esperienza quotidiana? Quindi diminuisce m (tra le due variabili) nell'equazione E=1/2*m*v^2......figo!
« Ultima modifica: Mar 16/02/2016, 12:14 da Starline »

Offline IK1ODO

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #51 il: Mar 16/02/2016, 12:28 »
Oh, già! L'emissione gravitazionale agisce come un attrito, facendo perdere energia, per cui alla fine si scontrano con un botto colossale.
Non spiegabile con la fisica newtoniana.
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Offline Buzz

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #52 il: Mar 16/02/2016, 13:52 »
Ma se così fosse e se perdessero massa (ed energia) generando le onde gravitazionali e non per perdita di energia cinetica (velocità) non dovrebbero allontanarsi?
È l'energia totale che diminuisce, la somma di energia potenziale e cinetica. Avvicinandosi, la velocità aumenta ma la loro distanza diminuisce.

Nella fisica newtoniana il totale rimarrebbe costante, tutta l'energia potenziale si trasformerebbe in energia cinetica, cadendo uno verso l'altro i due corpi accelererebbero proporzionalmente.
In realtà invece una parte dell'energia potenziale invece di convertirsi in energia cinetica va "persa" in onde gravitazionali, come se generassero attrito, e quindi l'energia del sistema binario diminuisce.
« Ultima modifica: Mar 16/02/2016, 13:55 da Buzz »
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #53 il: Mar 16/02/2016, 15:16 »
Oh, già! L'emissione gravitazionale agisce come un attrito, facendo perdere energia, per cui alla fine si scontrano con un botto colossale.
Non spiegabile con la fisica newtoniana.

Quindi le onde gravitazionali sono state emesse negli ultimi istanti di questa trottola cosmica? E il botto colossale si è misurato in qualche modo o rimane tutto interno all'orizzonte degli eventi?

Offline IK1ODO

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #54 il: Mar 16/02/2016, 15:30 »
orione, se leggi bene tutto quel che abbiamo scritto le onde gravitazionali le emetti anche tu ogni volta che ti muovi, e mentre giri attorno alla Terra, e mentre giri intorno al Sole, eccetera - in ogni momento in cui non sei in quiete nello spazio profondo. Solo che ne emetti troppo poche, anche se tu avessi la massa di Buzz :)
L'emissione è aumentata spaventosamente negli ultimi istanti, quando una massa di 60 Mo (120 x 10^30 kg) è stata accelerata a (migliaia? milioni?) di G.
Il botto è uscito come onda gravitazionale, portandosi via l'enorme energia detta all'inizio di questo thread. Gli orizzonti degli eventi si sono sicuramente uniti, per dar luogo ad un buco nero più massiccio. Le conseguenze di tutto questo sicuramente ci sono state, immagino ad esempio gli effetti mareali sui dischi di accrescimento dei due buchi neri; forse è questo che ha causato l'afterglow visto in raggi X.
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #55 il: Mar 16/02/2016, 16:22 »
Si intendevo dire le onde emesse ma anche rilevate da noi. Seguo attentamente le discussioni fin dall'inizio e soprattutto i tuoi interventi che sono i più interessanti! Ecco il punto che non mi è chiaro è questo: Le 3 masse solari si sono perse nell'avvicinamento alla spaventosa velocità di 150000 km/s o come mi verrebbe da suppore, nel colossale botto finale?
Dal tuo ultimo intervento mi sembra di capire la seconda anche se all'inizio della discussione avevo capito che dipendeva dalla velocità del sistema binario.
« Ultima modifica: Mar 16/02/2016, 16:27 da orione3000 »

Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #56 il: Mar 16/02/2016, 16:25 »
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« Ultima modifica: Mar 16/02/2016, 16:28 da orione3000 »

Offline henry

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #57 il: Mar 16/02/2016, 16:29 »
Non ricordo chi disse: non sono neanche invecchiati,  Einstein aveva ragione Einstein era uno di loro
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #58 il: Mar 16/02/2016, 16:45 »
Le tre masse solari si sono perse negli ultimi istanti a causa delle enormi accelerazioni a cui sono stati sottoposti i due buchi neri. I due buchi neri quando si sono effettivamente fusi erano già dimagriti.
La velocità estrema a cui si sono svolti i fatti può trarre in inganno come la nostra esperienza che vede la trasformazione di massa in energia sotto forma elettromagnetica o ceduta a particelle più o meno pesanti.
In questo caso la massa si è convertita in onde gravitazionali. L'eventuale irraggiamento di radiazione elettromagnetica o altre particelle può provenire solamente all'esterno dell'orizzonte degli eventi quindi dalle perturbazioni causate al disco di accrescimento. Ciò che è avvenuto oltre l'orizzonte degli eventi è rimasto là, per definizione non può uscire.

Offline IK1ODO

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #59 il: Mar 16/02/2016, 16:51 »
Guarda un pò... questa è la mia supposizione. Il damping è la fase in cui i due buchi neri, appena fusi, continuano ad oscillare fino a fermarsi; immagino (ma non sono mai stato lì :mrgreen:) che le singolarità continuino ad orbitare dentro l'orizzonte degli eventi fino a coincidere, ma la fisica dei buchi neri credo sia un tantino difficile.............. e mi fermo qui!
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #60 il: Mar 16/02/2016, 16:55 »
Ottimo, grazie Starline! Quindi il picco dell'onda gravitazionale si è avuto prima del botto... Molto interessante. Non oso immaginare il cataclisma del botto cosa possa produrre... Ma come dici tu, è off limits....
EDIT
ho letto solo ora la tua diversa ipotesi IK1ODO. Il dubbio rimane... Chissà forse un giorno cadrà qualcosa di molto massiccio anche dentro al grande buco nero al centro della Via Lattea e potremo "osservare" le onde gravitazionali da più vicino... :D
« Ultima modifica: Mar 16/02/2016, 19:11 da orione3000 »

Offline sinucep

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #61 il: Mer 17/02/2016, 03:41 »
gg, stavo per rispondere la stessa cosa ieri, poi  i sono morso la lingua... e sono stato zitto.

eh eh, scoprire che le onde elettromagnetiche sono la diretta conseguenza di accelerazioni delle cariche elettriche mi ha affascinato a tal punto che non ho potuto fare a meno di progettare e costruire antenne per un bel po'  ;)

Non riuscirei neanche ad esprimere quanto mi abbia affascinato avere la conferma che le onde gravitazionali si comportassero analogamente a quelle elettromagnetiche.

Nel pre-LIGO non mi ero mai soffermato a pensare al concetto di elasticità del continuum elettromagnetico. Ma ora che è lo spazio-tempo ad ondeggiare mi accorgo..che è pazzesco! abbiamo fotoni che viaggiano seguendo le increspature dello spazio-tempo.

Io mi aspetterei che nel momento in cui siamo stati investiti dall'ondata gravitazionale il redshift degli oggetti con emissioni elettromagnetiche abbia avuto delle variazioni periodiche. In particolare dal rosso al blu nella direzione del  buco nero (e in quella opposta) e dal blu al rosso altrove, in fase con l'onda registrata dal LIGO.
« Ultima modifica: Mer 17/02/2016, 11:15 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

Offline IK1ODO

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #62 il: Mer 17/02/2016, 08:51 »
sinucep, probabilmente è stato così, ma con uno strain di una parte su 10^20 lo vedo poco misurabile.
orione, il "qualcosa di molto massiccio" dev'essere per forza un buco nero, o almeno un oggetto estremamente compatto come una stella di quark (ammesso che esistano).
Qualunque altra cosa viene smembrata dalla forze mareali, e diventa un disco di accrescimento.
Secondo me il prossimo passo è trovare l'emissione delle coppie di stelle di neutroni, che è più debole ma continua. Sicuramente ad un livello di segnale molto più basso dell'evento di oggi, ma proprio perchè continuo è un segnale facilmente isolabile.
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Offline henry

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #64 il: Mer 17/02/2016, 14:24 »

Secondo me il prossimo passo è trovare l'emissione delle coppie di stelle di neutroni, che è più debole ma continua. Sicuramente ad un livello di segnale molto più basso dell'evento di oggi, ma proprio perchè continuo è un segnale facilmente isolabile.
Perdonami se torno sull'argomento.. Proprio per la condizione di continuità del segnale da ricercare, sarebbe fondamentale capire in quale momento è avvenuta la perdita di massa nell'evento già registrato. Voglio dire: Se fosse avvenuta prima dello scontro significherebbe che il sistema binario, per emettere sufficienti onde gravitazionali, deve essere in una condizione di vicinanza tra i due oggetti e di velocità tale da innescare già il processo relativistico di perdita di massa. In questo caso, non sarebbe mai un sistema stabile ma forse destinato a durare molto poco... Quindi addio continuità di segnale. Non so se sono riuscito a  spiegarmi.

Offline Buzz

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #65 il: Mer 17/02/2016, 18:41 »
Perdonami se torno sull'argomento.. Proprio per la condizione di continuità del segnale da ricercare, sarebbe fondamentale capire in quale momento è avvenuta la perdita di massa nell'evento già registrato. Voglio dire: Se fosse avvenuta prima dello scontro significherebbe che il sistema binario, per emettere sufficienti onde gravitazionali, deve essere in una condizione di vicinanza tra i due oggetti e di velocità tale da innescare già il processo relativistico di perdita di massa. In questo caso, non sarebbe mai un sistema stabile ma forse destinato a durare molto poco... Quindi addio continuità di segnale. Non so se sono riuscito a  spiegarmi.
Le onde gravitazionali sono emesse da qualunque corpo in accelerazione. L'energia cresce durante la fase di avvicinamento dei due corpi in questione, fino al picco al momento della collisione. Quanto tempo prima siamo in grado di identificare il sistema dipende dalla sensibilità del sistema di misura.

L'emissione delle onde gravitazionali da parte di una coppia di stelle di neutroni è stata provata indirettamente, nel senso che hanno calcolato il decadimento che l'orbita avrebbe avuto per via delle onde gravitazionali e questo corrispondeva esattamente con le osservazioni. Però l'energia emessa era troppo piccola e non avevamo un sistema adatto perché potesse rilevarla.
Ora che sappiamo che il fenomeno esiste ed è misurabile e che quindi non butteremmo soldi al vento, possiamo costruire un LIGO più grande o costruirne uno nello spazio (LISA) e in quel modo possiamo aumentare la sensibilità dei nostri strumenti.
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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #66 il: Gio 18/02/2016, 08:03 »
orione, ti ha risposto bene Buzz. Anche il moto dei pianeti attorno al Sole o della Luna attorno alla Terra emette onde gravitazionali (il moto orbitale è continuamente accelerato), ma date intensità e frequenze non siamo in grado di rilevarle, pur con la vicinanza degli emettitori. Quindi non occorre essere vicini per innescare la perdita di massa per effetti di irradiazione gravitazionale; cambia solo la scala del fenomeno.
LIGO e VIRGO sono sensibili in una banda di frequenze che è nell'audio, da Hz a kHz. In questa banda di frequenze quello che possiamo sperare di vedere sono fenomeni violenti come questo, che si esauriscono con un picco di energia della durata di millisecondi. LISA sarà sensibile a frequenze molto più basse, e vedrà altre cose.
Le stelle binarie di Hulse e Taylor emettono o.g. con periodo di 7,75 ore (36 microhertz), fuori dalla banda di sensibilità di LIGO. Anche la potenza emessa dalla coppia è mostruosa, si parla di 7.35 × 10^24 watt (7 miliardi di miliardi di megawatt...) ma comunque di ben 25 ordini di grandezza inferiore a quella dell'evento di LIGO (!!!!!!!! e ancora !)
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Offline Aleph

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #67 il: Gio 18/02/2016, 09:05 »
Le stelle binarie di Hulse e Taylor emettono o.g. con periodo di 7,75 ore (36 microhertz), fuori dalla banda di sensibilità di LIGO. Anche la potenza emessa dalla coppia è mostruosa, si parla di 7.35 × 10^24 watt (7 miliardi di miliardi di megawatt...) ma comunque di ben 25 ordini di grandezza inferiore a quella dell'evento di LIGO (!!!!!!!! e ancora !)
Interessanti questi dati, grazie! Ho cercato in rete qualche approfondimento e ho trovato altre info curiose...

Si tratta di una coppia di stelle di neutroni di massa ciascuna circa 1,4 masse solari, "volano" a velocità comprese tra 450 e 110 chilometri al secondo in un'orbita con semiasse maggiore di 1.900.000 km, circa una volta e mezzo il diametro solare e un periodo di 7,7 ore.
Questa immensa perdita di energia attraverso l'emissione di onde gravitazionali, è comunque molto piccola se confrontata con l'energia cinetica totale del sistema binario, infatti porta alla riduzione del periodo orbitale di solo 76 milionesimi di secondo all'anno, e la riduzione del semiasse maggiore di appena 3 metri all'anno...

Offline paolo_a

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #68 il: Gio 18/02/2016, 09:36 »
Dopo questa scoperta, la speranza è che LISA torni ai progetti originari, ovvero TRE bracci e belli lunghi..
Se ho capito bene, la sensibilità del sistema è proporzionale alle sue dimensioni.
Holy shit
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Offline IK1ODO

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #69 il: Gio 18/02/2016, 20:54 »
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Offline IK1ODO

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #71 il: Ven 19/02/2016, 18:41 »
https://it.wikipedia.org/wiki/NGC_4889

http://www.media.inaf.it/2016/02/12/il-gigante-addormentato/

Il problema è capire come abbia fatto il buco nero a crescere così tanto.
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Offline Acris

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #72 il: Ven 19/02/2016, 20:26 »
Rai Cultura, giusto ora:
http://cultura.rai.it/diretta/einstein-aveva-ragione/50/default.aspx

Vista quasi tutta, molto bella e semplice da ascoltare!

Mercoledì sera la ridanno alle 21.35 su Rai scuola se interessa, sia su dt che su Sky.
Solo due cose sono infinite, l'universo e la stupidità umana, e non sono sicuro della prima

A.Einstein

Offline Acris

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #73 il: Ven 19/02/2016, 20:29 »
https://it.wikipedia.org/wiki/NGC_4889

http://www.media.inaf.it/2016/02/12/il-gigante-addormentato/

Il problema è capire come abbia fatto il buco nero a crescere così tanto.

La massa di questo buco nero fa parte della materia conosciuta o oscura?
Solo due cose sono infinite, l'universo e la stupidità umana, e non sono sicuro della prima

A.Einstein

Offline IK1ODO

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Re:La scoperta delle onde gravitazionali
« Risposta #74 il: Sab 20/02/2016, 09:59 »
https://it.wikipedia.org/wiki/NGC_4889

http://www.media.inaf.it/2016/02/12/il-gigante-addormentato/

Il problema è capire come abbia fatto il buco nero a crescere così tanto.

La massa di questo buco nero fa parte della materia conosciuta o oscura?

Ah, saperlo. Dato che la materia oscura sente solo l'interazione gravitazionale allora immagino che anch'essa debba cadere nei buchi neri.
Ma non sono troppo sicuro. Mi spiego: per cadere in un pozzo gravitazionale una particella deve perdere energia, altrimenti continua ad orbitare in eterno lì attorno. Immagina i satelliti, se non ci fosse il drag atmosferico starebbero in orbita per sempre. Una particella può perdere energia per attrito con altre (urti, interazione elettromagnetica) o irradiando calore, luce, raggi X (sempre interazione elettromagnetica); e infatti attorno ai b.n. vediamo i dischi di accrescimento, composti da materia dannatamente calda che sta cadendo dentro, fa attrito con altra riscaldandosi, si raffredda emettendo fotoni, e poi alla fine cade oltre l'orizzonte degli eventi.
Se la particella non interagisce elettromagneticamente non può rallentare e cadere nel buco nero; per la stessa ragione, la materia oscura non si raggruma a formare stelle o galassie.
Però qualche minima interazione potrebbe esserci, perchè noi riveliamo la materia oscura per gli aspetti gravitazionali, e la "vediamo" associata a galassie ed ammassi. Quindi, se rerstà lì vicino forse ha qualche modo di scambiare energia a raffreddarsi. Spero tanto nei pentoloni di xeno e argon sotto il Gran Sasso :) la rivelazione della materia oscura sarebbe una notizia ancora più bomba di quella delle onde gravitazionali. E il funzionamento di queli pentoloni è affidato a una qualche, sia pur minima, interazione elettromagnetica.
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