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    Le eclissi rendono visibile la deflessione gravitazionale della luce del sole
    Un'immagine di GAL-CLUS-022058s:il più grande e uno dei più completi anelli di Einstein mai scoperti. Crediti:ESA/Hubble e NASA, S. Jha

    Durante le condizioni notturne create durante un'eclissi solare totale, come quella dell'8 aprile, sono visibili pianeti e stelle. Venere e Giove, tra parentesi del Sole, saranno molto evidenti, mentre Mercurio sarà piuttosto debole.



    Non ci saranno stelle luminose vicino al sole durante questa eclissi, ma, sorprendentemente, le stelle fioche vicino ad esso appariranno leggermente spostate a causa della sua gravità. Questo spostamento e il movimento di Mercurio furono la prima prova all'inizio del XX secolo che confermò la nuova teoria della gravità di Einstein. Queste osservazioni hanno portato anche direttamente alla previsione dei buchi neri.

    Grazie alla straordinaria potenza dei moderni telescopi, i nostri migliori siti web di astronomia hanno abbondanti prove della gravità che piega la luce, agendo come una lente. Se l'allineamento di un oggetto sullo sfondo con una lente gravitazionale è quasi perfetto, attorno ad esso appare un "anello di luce di Einstein" come un alone.

    Luce di svolta

    I primi studi moderni sulla luce furono pubblicati da Sir Isaac Newton all'inizio del XVIII secolo. Nonostante alcune delle sue scoperte costituiscano ormai una prova evidente del fatto che la luce è un'onda, all'epoca concluse che la luce era fatta di particelle e sarebbe stata influenzata dalla gravità.

    Il matematico francese Pierre-Simon Laplace propose addirittura, nel 1795, che la gravità potesse essere abbastanza forte da attirare la luce in un corpo, uno dei primi concetti di buchi neri. Tuttavia, verso la fine del XIX secolo, le idee di Newton sulla luce furono abbandonate e si pensò che fosse costituita da onde e quindi non influenzata dalla gravità.

    Ora sappiamo che la luce ha due aspetti, onde e particelle combinate, ma ci è voluto il genio di Einstein per capire che questo non ha nemmeno importanza:era la nostra comprensione della gravità che doveva cambiare, e lui ha proposto la teoria della relatività generale.

    Un grafico che mostra la deflessione della luce stellare da parte del sole osservata in Australia durante un'eclissi nel 1922. Le frecce hanno una scala circa 2.500 volte più grande del cerchio che rappresenta il sole; il piccolo effetto li fa sembrare più lontani dal sole di quanto non siano in realtà. Crediti:W. W. Campbell e R. J. Trumpler/Lick Observatory Bulletin

    Sebbene sia stato pubblicato integralmente nel 1915, già nel 1911 Einstein predisse che la luce sarebbe stata piegata dalla gravità. La teoria completa di Einstein risolse immediatamente un problema di vecchia data:la posizione di Mercurio non concordava con le previsioni fatte utilizzando la teoria della gravità di Newton, un grande trionfo.

    Osservare la flessione della luce sembrava essere un buon secondo test del nuovo concetto rivoluzionario di gravità come “spaziotempo curvo”, ma solo il sole, circa 330.000 volte più massiccio della Terra, era abbastanza forte da piegare leggermente la luce. Poiché la fonte della luce sarebbero le stelle, l'effetto potrebbe essere osservato solo durante un'eclissi quando queste potrebbero essere viste vicino al sole.

    L'effetto è molto piccolo, meno di un millesimo dell'angolo formato dal disco del sole, o della luna, nel cielo.

    Nuove attrezzature, nuove osservazioni

    Gli astronomi iniziarono a trasportare tonnellate di attrezzature, compresi telescopi lunghi fino a cinque metri, per percorrere le eclissi ed effettuare misurazioni ad alta precisione. Le stelle in cui si sarebbe verificata l'eclissi dovevano essere fotografate con mesi di anticipo di notte e poi fotografate con lo stesso grande telescopio durante l'eclissi.

    Il noto astronomo inglese Sir Arthur Eddington fece le prime osservazioni conclusive nel 1919 da siti di osservazione in Sud America e Africa. Questo piccolo effetto è impercettibile agli spettatori occasionali di un'eclissi, ma ha grandi implicazioni, dando vita a un campo di studio totalmente diverso sulla classificazione delle stelle.

    Nel 1910 fu notato che esisteva una strana stella chiamata 40 Eridani che era molto più debole di quanto avrebbe dovuto essere, considerando la sua alta temperatura. Sembrava che alcune stelle potessero avere circa la massa del sole, ma avere solo le dimensioni di un pianeta.

    Sagittarius A*, il buco nero al centro della Via Lattea, è circa 5 milioni di volte più massiccio del sole. Credito:collaborazione EHT

    Queste furono presto soprannominate "nane bianche" e nel 1930 il giovane astrofisico indiano Subrahmanyan Chandrasekhar scoprì che dovevano avere una massa inferiore a circa una volta e mezza la massa del sole, altrimenti sarebbero collassate. La scoperta del neutrone nel 1932 portò all'idea delle stelle di neutroni, più compatte delle nane bianche, ma anche loro hanno un limite di massa.

    Nel 1939, Robert Oppenheimer e colleghi modernizzarono l'idea di Laplace del collasso in buchi neri utilizzando la teoria di Einstein, ma in quell'anno scoppiò la guerra, che notoriamente distolse la sua attenzione.

    I buchi neri sembravano di scarso interesse e ancor meno di realtà finché l'argomento non fu ripreso nel 1968 dal fisico John Wheeler, che ebbe qualche difficoltà a pubblicare il nome "buco nero" poiché ritenuto rischioso.

    Ben presto furono scoperte alcune stelle binarie che sembravano avere compagne invisibili molto massicce. Si capì anche che i quasar enigmatici e molto distanti potevano essere spiegati utilizzando i buchi neri. Ora sembra che la maggior parte delle galassie più grandi, inclusa la nostra, abbiano buchi neri al centro.

    Potenza di piegatura

    Alcuni anni fa, il consorzio di radiotelescopi Event Horizon Telescope ha fotografato il buco nero della nostra galassia, che piega la luce e le onde radio in un modo caratteristico in modo che la sua regione centrale appaia oscura. Sebbene i buchi neri abbiano il potere di curvatura maggiore, anche gli agglomerati di massa nello spazio profondo, inclusa la misteriosa materia oscura, piegano la luce. Poiché la luce proveniente dagli oggetti distanti che essi amplificano per noi ha impiegato molto tempo per arrivare qui, ha iniziato il suo viaggio quando l'universo era giovane. Questo ci permette di guardare indietro nel tempo.

    Durante l'eclissi solare dell'8 aprile, altre stelle potrebbero essere visibili, ma senza osservare e misurare prima la loro posizione, gli spettatori potrebbero non essere in grado di capire che non sono dove dovrebbero essere. Ma è un buon momento per ricordare che il percorso verso i buchi neri è iniziato circa un secolo fa, con quel Mercurio appena visibile e la luce stellare piegata dal sole.

    Fornito da The Conversation

    Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.




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