11/02/16

Quello che non diremo sulle onde gravitazionali **

NEWS! Rilevate le onde gravitazionali, la cronaca della prima osservazione e dei successivi sviluppi la trovate QUI

 

Forse qualcosa si è scoperto veramente. Lo sapremo oggi e ne parleremo sicuramente, al di là della piccola scienza che ha imposto alla vera Scienza di aspettare lo show. Tuttavia, non chiedetemi di raccontarvi in dettaglio cosa sono le onde gravitazionali. Possiamo limitarci a poche nozioni estremamente semplificate, ma la loro trattazione veramente corretta abbisogna di basi ben più solide della relatività generale, delle sue equazioni e dell'analisi tensoriale. Molti ci proveranno in giro per la rete... ma stiamo molto attenti ad articoli che saranno dei banali copia e incolla di frasi non capite nemmeno da chi le riporta. Se poi qualche novello "Feynman" riuscirà a rendere facile anche una conseguenza matematica ultra sofisticata della teoria di Einstein lo seguiremo immediatamente!

Questo breve articolo vuole solo anticipare, di poco, quello che succederà oggi pomeriggio, quando finalmente la scienza si degnerà di farci sapere quello che la Scienza ha veramente osservato.

Innanzitutto: quale sarà la notizia?

Ho letto un po' di "rumori" filtrati da siti professionali di indubbia validità e mi sono convinto che sicuramente qualcosa è stato rilevato. Mi aspetto, però, molti "forse", "sembra", "potrebbe" e via dicendo. Conclusione più che giusta e saggia, data l'estrema delicatezza dei segnali che si potrebbero essere sentiti. Probabilmente si accosteranno le onde registrate a un sistema doppio di buchi neri che è collassato. La differenza di massa tra prima e dopo l'unione potrebbe anche stabilire quanta massa si sia trasformata in energia.  Aspettiamoci, quindi, una notizia piuttosto importante, anche se ricca di dubbi e bisognosa di ulteriori conferme.

Non penso che Einstein sia in agitazione: lui sa benissimo di avere ragione e che anche questa conferma prima o poi doveva arrivare. D'altra parte, non dimentichiamoci che è già stato dato un premio Nobel per una prova indiretta delle onde gravitazionali, attraverso la variazione del periodo di una pulsar doppia. In qualche modo, una conferma piuttosto solida c'è già stata... Questa, però, coinvolge apparecchiature che sono costate moltissimo e che rappresenteranno il futuro di questa nuova linea di ricerca (quando non sappiamo, ma di sicuro lo saranno).

Fin qui, a parte la messinscena mediatica del tutto inutile scientificamente, niente di veramente impensabile o stravolgente. Un successo in più della Scienza, anche se ha dovuto attraversare la melassa della scienza moderna.

Ciò che mi aspetto è che tutti si scateneranno a spiegare cosa sono le onde gravitazionali e temo una confusione pazzesca.  Parliamoci chiaro fin dall'inizio: per comprendere appieno il significato delle onde gravitazionali è necessario essere specialisti della relatività generale ed essere in grado di valutare le conseguenze più estreme delle formule di Einstein oltre che capaci di manovrare l'analisi tensoriale come se fosse un'equazione di secondo grado. Non so quanti saranno in grado di farlo, senza rendere la descrizione del tutto incomprensibile . Io per primo...

D'altra parte, siamo ancora fermi alla dinamica relativistica e la strada per la relatività generale è ancora lunga. E anche a quel punto non affronteremo certo le equazioni di Einstein a livello professionale. E' molto meglio, fin dall'inizio, limitarci a una descrizione molto rozza, sapendo bene che essa rappresenta una semplificazione ricca di pericoli interpretativi. Siamo nelle condizioni di spiegare l''espansione dell'Universo come un palloncino che si gonfia o i buchi neri come buche profondissime in un copriletto a due dimensioni. Parliamone pure in questi termini (anche perché di più è ben difficile ottenere), ma non pensiamo di essere stati esaustivi.

Si possono usare due approssimazioni abbastanza intuitive e piuttosto corrette.

La prima si riferisce alla classica "stropicciatura" dello spaziotempo. Una massa deforma lo spaziotempo causando ciò che Newton chiamava gravità. Due masse che si avvicinano accelerando (l'accelerazione implica una forza), o episodi di pari violenza, deformano ulteriormente lo spaziotempo, producendo delle onde che si propagano proprio come quelle di un lago quando gli si butta una pietra. Mai come in questa visione è importante pensare in termini di spazio e di tempo. E' come se tutta la struttura che contiene l'Universo, che sappiamo allargarsi sempre di più e che sappiamo deformarsi per effetto delle masse, mostrasse delle increspature che si propagano dal punto in cui sono state originate.  Ricordiamoci sempre una frase che la dice molto lunga: le masse dicono allo spaziotempo come curvare, ma lo spaziotempo dice alle masse come muoversi.

La seconda è forse quella più esplicativa in termini di future applicazioni del tutto rivoluzionarie. Finora le uniche informazioni che ci giungono dall'Universo sono portate dalla radiazione elettromagnetica (le onde luminose e/o i fotoni, a piacere...). Essa si origina quando certe particelle accelerano (basta andare a rileggere la storia dell'atomo negli approfondimenti). Bene, possiamo pensare che le onde gravitazionali (o le particelle corrispondenti in campo quantistico... gravitoni?) siano anch'esse una specie di radiazione che si origina quando una massa accelera. In poche parole, una nuova fonte di informazione che ci manda il Cosmo quando dà luogo a fenomeni di particolare violenza.

Possiamo fermarci qui. Non chiedetemi interpretazioni più sofisticate, zeppe di parole e concetti difficili. Ne troverete a decine sulla rete, ma state molto attenti che non è semplice rendere comprensibile a tutti una trattazione di matematica estremamente complessa. Sicuramente ci sarà qualcuno bravissimo che ci riuscirà e lo prenderemo come esempio. Tuttavia, cerchiamo di non voler correre troppo avanti. Accontentiamoci, almeno per adesso, della nostra dinamica relativistica, che è poi la base per arrivare anche alle onde gravitazionali.

Le stelle potrebbero funzionare come casse di risonanza per rilevare onde gravitazionali
Sembravano onde gravitazionali, ma era solo polvere galattica
 Ma soprattutto questo che cerca di spiegare al meglio il meccanismo di base:
Una spiegazione semplificata del meccanismo di propagazione delle onde gravitazionali 
...e altri che potete trovare usando il motore di ricerca del blog! 

12 commenti

  1. Alvermag

    Ciao Enzo. Staremo a vedere. Sai se è prevista qualche trasmissione televisiva per il grande annuncio?

    Mi perdonerai se riesumo alcune serie di articoli che hanno avuto un inizio e (spero) abbiano una prosecuzione. Non ti voglio certo mettere fretta nè distrarre dall'ottimo lavoro che stai facendo sulla dinamica relativistica: è giusto che abbia la precedenza e venga portata a compimento insieme alle sue conseguenze relativistiche.

    Cerco solo di mettere un pochino d'ordine nel mio archivio e rinfrescarti la memoria ... in fondo sei un vecchietto, arzillo certo, ma pur sempre vecchietto ...  :mrgreen:

    Riporto allora l'elenco degli argomenti in sospeso:

    La FRECCIA DEL TEMPO: “2. L’entropia secondo Boltmann” del 01.01.2016;

    I CORPI PLANETARI: “Teti e le sue guardie del corpo” del 10.12.2015

    Aspetti della MQ: “1. Heisenberg ed universo” del 19.10.2015

    DECADIMENTO RADIOATTIVO: “2. Il decadimento beta-meno” del 23.01.2015

    GEOMETRIE NON EUCLIDEE: “Era una casa molto carina” del 13.05.2014
    Quest’ultima non so se è terminata.

    Infine, caro PEPPE, rimango fiducioso in attesa dei dinosauri!  :mrgreen:

  2. caro Alvvy,

    dovrebbe esserci una diretta da Ligo... lo trovi un po' ovunque (ore 16:30).

    Per gli articoli hai ragione, lo so... ma prima o poi ce la farò...  (spero...). Comunque grazie per rinfrescare la memoria: è dura ricordare più di mille articoli... 8-O

  3. Lampo

    Beh dai Enzo, guardiamo il lato positivo...almeno di questo ne parleranno tutti i media, anzi ne stanno già parlando! Considerando che il replay della supernova non se l'è praticamente cag..o nessuno almeno questo fortunatamente fa notizia! Che poi la notizia sia data solo allo scopo di fare SCOOP invece che scienza e che poi i sapientoni spunteranno come funghi a spiegare cose che nemmeno loro sanno va beh...lo sappiamo andrà così...

     

    Però che spettacolo se davvero siamo riusciti ad avere una prova diretta no? Sono curiosissimo di saperne di più! Anche se purtroppo si va davvero nel complicato...mi piacerebbe avere delle basi decisamente più solide... :(

  4. Vito Di Fiore

    Su "il Post" ho trovato una spiegazione per "semianalfabeti scientifici" come me che mi pare ricalchi con sufficiente correttezza la prima approssimazione di cui parlava il professore. Fossero stati più tecnici mi avrebbero tagliato fuori . Leggervi è sempre un piacere, capirvi... è un altro paio di maniche

  5. caro Vito,

    ogni volta che hai qualche dubbio o hai bisogno di qualche spiegazione in più, non aver timore e dillo chiaramente. Farò del mio meglio. Siamo qui per questo!!!!

  6. ma sì, caro Lampo... chi se ne frega dei media... La notizia è vera e questo è quello che conta!!!!! Grande Albert... sono veramente commosso.... EVVIVA!!!!!!!!!!!!!!!! :-P  :-P  :-P  :-P  :-P

  7. Paolo

    Caro Enzo, innazitutto anche su Papallla echeggia un Hip Hip Urrà!

    Guardando come funzionano strumenti come LIGO o VIRGO, non posso fare a meno di pensare all'orologio luce più volte usato negli articoli sulla RR.

    Gli articoli di giornale e in rete in genere descrivono queste onde come un'increspatura dello spazio, più che dello spaziotempo, sotto forma distanze che si restringono o si allargano.  Ma il tempo dove è finito?

    In realtà questi strumenti si basano proprio su ciò che lega spazio e tempo in maniera indissolubile, ossia la costanza della velocità della luce.

    Se il tempo impiegato dal fascio di luce per compiere il medesimo tragitto varia, dev'essere successo qualcosa allo spazio oppure al tempo, o meglio a entrambi.

    In quel breve intervallo di anomali rimbalzi della luce tra uno specchio e l'altro, la distanza potrebbe essere variata, così come la misura del tempo, ma essendo uno legato indissolubilmente all'altro a mutare probabilmente sono stati entrambi.

    D'altronde si dice che le distanza sono mutate impercettibilmente (allargandosi e restringendosi in successione), ma noi misuriamo una discrepanza di tempi necessari alla luce per compiere tale tragitto.....

    Sbaglio a fare  questa considerazione?

    Paolo

  8. Non lapidatemi!Lo so che sono come uno che bestemmia in chiesa,ma ci sono persone che hanno presentimenti o visioni sul passato o il futuro(non parlo di ciarlatani),queste potrebbero essere il risultato di sensibilità a quelle che oggi chiamiamo onde gravitazionali.

  9. PapalScherzone

    GRANDE PapalEINSTEIN e GRANDE PapalPAOLO !!!

  10. Dici benissimo Paolo... e mai come in questo momento verrà utile la RR e la sua dinamica. Chi non l'ha mai degnata di uno sguardo perché troppo terra-terra, capirà ben poco del momento epocale e di come si allacci perfettamente alla visione dello spaziotempo.

    Evviva anche i papallicoli, ovviamente!

  11. Francesco

    Onde gravitazionali, concepibili i viaggi nel tempo
    Attraverso i buchi neri, come quello al centro della Via Lattea.
    Viaggiare nello spazio e nel tempo, tuffandosi nei buchi neri e sfrecciando all'interno di un cunicolo spaziotemporale, un wormhole come quelli immaginati nel film Interstellar: sembra fantascienza, ma molto probabilmente tutto questo "diventa concepibile" dopo la scoperta delle onde gravitazionali. "Si apre un mondo per la ricerca. Anzi, si potrebbero aprire più mondi", ha detto Salvatore Capozziello, dell'università Federico II di Napoli, ricercatore dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) e presidente delle Società Italiana di Relatività Generale e Fisica della Gravitazione (Sigrav).
    URL: http://www.ansa.it/scienza/notizie/rubriche/fisica/2016/02/13/onde-gravitazionali-concepibili-viaggi-nel-tempo-_8c827b19-c987-4e31-b480-e042a6afb14c.htm

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