La scoperta delle onde gravitazionali


#41

“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.”


#42

Ah, ecco. Grazie per il link! :slight_smile:


#43

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.


#44

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


#45

Si parla di campo elettromagnetico non di campo magnetico


#46

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 :slight_smile:


#47

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.


#48

Corretto! E’ una conseguenza dell’emissione di energia sotto forma di onde gravitazionali.


#49

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.


#50

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


#51

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=1/2mv^2…figo!


#52

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.


#53

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.


#54

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?


#55

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 :slight_smile:
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.


#56

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.


#57

.


#58

Non ricordo chi disse: non sono neanche invecchiati, Einstein aveva ragione Einstein era uno di loro


#59

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.


#60

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 :stuck_out_tongue_winking_eye:) 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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