24/06/16

Conferma di una teoria o verifica degli strumenti? *

Siamo alle solite… Una strumentazione fantastica  è stata messa a punto e premetterà di studiare da vicino le conseguenze della relatività generale. Si parla di una “nuova” conferma della teoria. Io direi molto meglio che se qualcosa non sarà perfetto, bisognerà rivedere i dati osservativi e la calibrazione degli strumenti…

Pur non vedendolo, conosciamo ormai molte cose sul buco nero che troneggia al centro della Via Lattea. Esso ha una massa di 4 milioni di stelle come il Sole ed è in una fase piuttosto tranquilla. La prova della sua esistenza, delle sue caratteristiche e della sua massa derivano soprattutto dalle orbite delle molte stelle che orbitano attorno a lui. Pur non risentendo più di tanto della deformazione spaziotemporale dovuta all’intensissimo campo gravitazionale del nostro “mostro”, queste stelle determinano molte cose riguardo al buco nero attraverso la loro orbita. Un gioco quasi da ragazzi.

Tuttavia, certe orbite stellari rischiano molto e spingono le stelle molto vicine all’oggetto supermassiccio e sono in grado di risentire dei principali effetti della relatività generale. La stella S2 avrà un passaggio molto ravvicinato nel 2018 e si sta preparando la strumentazione adatta per osservare il fenomeno con la massima accuratezza possibile. Si è messo in opera GRAVITY, un telescopio “virtuale” che utilizza tutti e 4 i telescopi da 8.2 metri del VLT dell’ESO in modo da ottenere un potere separatore pari a quello di un singolo telescopio da 130 m di diametro. La tecnica è quella “interferometrica” e si otterrà qualcosa di fantastico, mai raggiunto prima. E’ come se stabilissimo la posizione di un oggetto sulla Luna con una precisione del centimetro.

Questo grafico “artistico” mostra alcune stelle che orbitano il buco nero galattico. In particolare, è mostrata l’orbita di S2 che nel 2018 sfiorerà il nostro “mostro” ee subirà gli effetti della relatività generale. GRAVITY dell’ESO riprenderà il fenomeno con estrema accuratezza. Il buco nero è segnato come una croce rossa. Fonte: ESO/L. Calçada
Questo grafico “artistico” mostra alcune stelle che orbitano il buco nero galattico. In particolare, è mostrata l’orbita di S2 che nel 2018 sfiorerà il nostro “mostro” e subirà gli effetti della relatività generale. GRAVITY dell’ESO riprenderà il fenomeno con estrema accuratezza. Il buco nero è segnato come una croce rossa. Fonte: ESO/L. Calçada

La strumentazione funziona e la stella in questione è stata vista perfettamente. Non resta che aspettare il 2018, quando vi sarà il “quasi” incontro. E’ prevista una velocità pari a 30 milioni di chilometri all’ora (2.5% della velocità della luce) e una distanza dal buco nero di “solo” 17 ore luce.

In queste condizioni gli effetti principali della relatività generale saranno alla portata degli strumenti: redshift relativistico e precessione del perielio orbitale.

Il primo è causato dalla “fatica” che la luce deve fare per riuscire a scappare dal campo gravitazionale e conseguente  perdita di energia che la fa arrossare; la seconda a un movimento piuttosto rapido dell’orbita sul suo piano (circa mezzo grado) in modo simile a ciò che fa il perielio di Mercurio, che è stata una delle prime prove osservative della relatività generale. In questo caso l’effetto sarà 6500 volte maggiore, ma la stella è ben più lontana di Mercurio e le misure devono essere ben più accurate.

Tutto magnifico? Sicuramente sì, sia da un punto di vista strumentale che astrofisico. Vedere una stella così vicina a un campo dominato dalla relatività non è cosa di tutti i giorni! Tuttavia, come al solito, mi sento di non concordare con  le conclusioni dei vari articoli a riguardo (ricordiamoci che sono tutti dei “copia e incolla” dell’agenzia originale).

Riporto la frase che un po’ mi irrita: “By making precision measurements of the motions of stars orbiting it, GRAVITY will allow astronomers to probe the gravitational field around the black hole in unprecedented detail, providing a unique test of Einstein's general theory of relativity.”. In poche parole: osservazioni eccezionali che permetteranno di “testare” ancora una volta la teoria della relatività.

Poverina… è sempre sotto esame, anche dopo che ha previsto in modo sublime le onde gravitazionali. E se qualcosa non andasse d’accordo con la teoria? Bisognerebbe cambiare lei o –forse- rivedere attentamente e correggere i dati osservativi in nostro possesso e -magari- calibrare meglio la strumentazione? Io, molto modestamente, propendo per le seconda ipotesi…

 

Ma quanto sono saggi questi buchi neri galattici e qual è il loro ruolo nella teoria della Relatività Generale?

3 commenti

  1. Mario Fiori

    Ehh sì caro Enzo ormai le onde gravitazionali hanno aperto la strada e quindi ai cari Signori non resta che evitare di scoprirsi  così impreparati.  A proposito ma rischia molto la nostra stellina? Ci sarà ancora dopo il bacino lanciato al mostro da quella esigua distanza?

  2. sopravvive, sopravvive... lo ha fatto e lo farà ogni 16 anni. Sempre che non si risvegli il mostro quasi dormiente, che però non sembra abbia cibo a disposizione per crearsi un disco ...

  3. Mario Fiori

    Fiuuhh!! Tremavo sinceramente per lei, grazie Enzo.

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