Onde Gravitazionali: teoria ed aspetti tecnico-scientifici

L'11 febbraio 2016 se ne è annunciata la prima osservazione diretta. In passato sono state predette da Albert Einstein e osservate solamente in modo indiretto. L'osservazione diretta però ha tutto un altro significato, potrei dire che il nostro Albert ha centrato anche questa! Ma quale potrebbe essere l'eventuale uso, i vantaggi delle proprietà intrinseche dello spazio-tempo? Proprieta' che sono, di fatto, caratteristiche naturali della metrica quadridimensionale di cui è fatto l'universo. Attenzione, in questo articolo la vostra capacità di astrazione verrà stimolata a tal punto da toccare l'iperdimensionalità con le mani del vostro pensiero.   

Introduzione

L'esistenza delle Onde Gravitazionali è stata teorizzata, quindi predetta, da Albert Einstein (figura 1) nel 1915. Quale altra mente geniale poteva meglio descrivere un fenomeno fisico di questa portata. Un fenomeno che è descrivibile teoricamente e che allo stesso tempo la nostra mente trova difficoltà ad immaginare. Capire la forma, la struttura e la fisica che sta alla base delle Onde Gravitazionali non è affatto semplice. Bisogna confrontare metriche di diverse dimensioni, alzare il livello della nostra comprensione. Gli argomenti che l'uomo è arrivato a comprendere a volte sono tali che se fossero il contesto di un romanzo di fantascienza non ce ne accorgeremmo.

Albert Einstein

Figura 1 - Albert Einstein

Affrontiamo subito il nocciolo della questione. Nel 1905 con la Relatività Speciale la nuova metrica spazio-temporale rese lo spazio e il tempo delle grandezze relative e non più assolute (come invece erano nella fisica Newtoniana); questo fu il primo passo. Il secondo passo fu quello di aver posto la velocità della luce "c" come costante universale, professionalmente parlando un'invariante per trasformazioni di Lorentz. Gli effetti gravitazionali non possono propagarsi a velocità infinita perché essa risulta non invariante per trasformazioni di Lorentz. Se ne dedusse la probabilità di una propagazione sotto forma di onde alla velocità della luce. Quindi già con la Relatività Speciale si intuì la loro probabile esistenza, ma non la fisica intrinseca.

La predizione vera e propria, Einstein, la fece nel 1915 con la pubblicazione di una nuova teoria in completamento della precedente: la Teoria della Relatività Generale. Se quella Speciale (o Ristretta) era geniale questa possiamo ritenerla immensamente geniale.

La predizione delle Onde Gravitazionali da parte di Einstein consiste in una particolare e complessa soluzione della Relatività Generale.

La metrica dello Spazio-Tempo

Nella fisica di tutti i giorni, quindi nella realtà in cui viviamo, trattiamo tutto come se la fisica fosse basata sulla fisica di Newton. Possiamo ritenere questo corretto, ma ciò vale solo approssimativamente. Riusciamo velocemente a rappresentare una figura geometrica triviale come quella di una sfera in uno spazio a tre dimensioni? Certo, lo facciamo sin [...]

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8 Commenti

  1. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio 18 febbraio 2016
    • Sergio 19 febbraio 2016
      • Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio 19 febbraio 2016
      • Alessandro Morgia Alessandro Morgia 19 febbraio 2016
  2. Cacciavite 9 marzo 2016
    • Alessandro Morgia Alessandro Morgia 10 marzo 2016
  3. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio 24 aprile 2016
    • Alessandro Morgia Alessandro Morgia 24 aprile 2016

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