Nell'ultima parte del 17 ° secolo, il primo fisico del mondo, Sir Issac Newton, espandendosi sul lavoro di Galileo, postulò che le onde gravitazionali viaggiassero più velocemente di qualsiasi altra cosa nell'universo . Ma nel 1915, Einstein contestò questo concetto di fisica newtoniana quando pubblicò la Teoria generale della relatività e suggerì che nulla può viaggiare più veloce della velocità della luce, persino le onde gravitazionali.
TL; DR (Too Long; Didn 't Read)
L'importanza delle onde gravitazionali:
Il 14 settembre 2015, quando le prime onde gravitazionali misurabili in assoluto hanno raggiunto la Terra nello stesso momento in cui le onde luminose hanno fatto dalla collisione di due buchi neri vicino al bordo dell'universo 1,3 miliardi di anni fa, quella di Einstein la teoria della relatività generale si è dimostrata corretta. Misurati dall'Osservatorio sulle onde gravitazionali dell'interferometro laser negli Stati Uniti, il rivelatore della Vergine in Europa e circa 70 telescopi e osservatori spaziali e terrestri, queste increspature hanno aperto una finestra sullo spettro delle onde gravitazionali - una nuova banda di frequenza - attraverso che scienziati e astrofisici ora guardano con impazienza attraverso il tessuto dello spazio-tempo.
Come gli scienziati misurano le onde gravitazionali
Negli Stati Uniti, gli osservatori LIGO siedono a terra a Livingston, Louisiana e Hanford, Washington. Gli edifici assomigliano a una L dall'alto con due ali che si estendono per 2 1/2 miglia in direzioni perpendicolari, ancorate al punto cruciale di 90 gradi dagli edifici dell'osservatorio che ospitano un laser, il fascio di luce, il rivelatore di luce e la sala di controllo. >
Con gli specchi posti all'estremità di ogni ala, un raggio laser - diviso in due - accelera ogni braccio per colpire gli specchi all'estremità e rimbalza quasi istantaneamente quando non rileva un'onda gravitazionale. Ma quando un'onda gravitazionale attraversa l'osservatorio senza alcun effetto sulla struttura fisica, distorce il campo gravitazionale e allunga il tessuto dello spazio-tempo lungo un braccio dell'osservatorio e lo schiaccia sull'altro, facendo sì che uno dei raggi divisi tornare al punto più lento dell'altro, generando un piccolo segnale che solo un rilevatore di luce può misurare.
Entrambi gli osservatori funzionano contemporaneamente, anche se le onde gravitazionali colpiscono in tempi leggermente diversi e forniscono agli scienziati due i dati puntano nello spazio per triangolare e risalire al luogo dell'evento.
Onde gravitazionali increspano il continuum spazio-temporale
Newton credeva che quando una grande massa si muove nello spazio, anche l'intero campo gravitazionale si sposta istantaneamente e colpisce tutti i corpi gravitazionali in tutto l'universo. Ma la teoria generale della relatività di Einstein suggeriva che era falso. Affermò che nessuna informazione proveniente da qualsiasi evento nello spazio poteva viaggiare più veloce della velocità della luce - energia e informazione - incluso il movimento di grandi corpi nello spazio. La sua teoria suggeriva invece che i cambiamenti nel campo gravitazionale si sarebbero mossi alla velocità della luce. Come lanciare una roccia in uno stagno, quando due buchi neri si fondono, ad esempio, il loro movimento e la loro massa combinata generano un evento che si diffonde attraverso il continuum spazio-temporale, allungando il tessuto dello spazio-tempo.
Gravity Waves and the Effetti sulla Terra
Al momento della pubblicazione, un totale di quattro eventi in cui due buchi neri si fondono come uno in diverse posizioni nell'universo hanno offerto agli scienziati molteplici opportunità di misurare le onde luminose e gravitazionali negli osservatori di tutto il mondo . Quando almeno tre osservatori misurano le onde, si verificano due eventi significativi: in primo luogo, gli scienziati possono localizzare più precisamente la fonte dell'evento nei cieli, e in secondo luogo, gli scienziati possono osservare i modelli di distorsione dello spazio causati dalle onde e confrontarli con noti teorie gravitazionali. Mentre queste onde distorcono il tessuto dello spazio-tempo e dei campi gravitazionali, passano attraverso la materia fisica e le strutture con poco o nessun effetto osservabile.
Cosa riserva il futuro
Questo evento epico si è verificato poco prima del 100 ° anniversario della presentazione della sua teoria della relatività generale di Einstein alla Royal Prussian Academy of Sciences il 25 novembre 1915. Quando i ricercatori hanno misurato sia le onde gravitazionali che le onde luminose nel 2015, ha aperto un nuovo campo di studio che continua a energizzare astrofisici, fisici quantistici, astronomi e altri scienziati con i suoi potenziali sconosciuti.
In passato, ogni volta gli scienziati hanno scoperto una nuova banda di frequenza nello spettro elettromagnetico, ad esempio, hanno scoperto e creato nuove tecnologie che includono dispositivi come i raggi X macchine, apparecchi radiofonici e televisivi che trasmettono dallo spettro delle onde radio insieme a walkie-talkie, radioamatori, eventualmente cellulari e una serie di altri dispositivi. Ciò che lo spettro delle onde gravitazionali porta alla scienza attende ancora di essere scoperto.
