La relatività generale sarà testata

La relatività generale sarà testata

Più tardi, dopo un secolo in cui Albert Einstein introdusse la teoria generale della relatività, gli astronomi hanno ancora terreno fertile per osservazioni ed esperimenti scientifici.

L'idea rivoluzionaria di Einstein derivava dalla sua speciale teoria della relatività, pubblicata 10 anni prima, combinando spazio e tempo in un unico continuum dello spazio-tempo.

La teoria della relatività speciale non teneva conto degli effetti gravitazionali. Einstein ha lavorato per altri 10 anni per comprendere la fisica, prima che la sua scoperta si diffondesse in quattro parti di una conferenza all'Accademia delle Scienze di Prussia, che si è conclusa il 25 novembre 1915.

"Fino a quando Albert Einstein non ha pubblicato la sua teoria generale della relatività, pensavamo che la gravità fosse una specie di potere magico", ha detto l'astrofisica della NASA Ira Thorpe dal Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland.

Secondo la teoria di Isaac Newton, che ha dominato la fisica per 200 anni, se la massa si muove in una parte dell'universo, tutte le altre masse nel resto dell'Universo dovrebbero spostarsi immediatamente.

Questo concetto, tuttavia, contraddice le implicazioni della teoria della relatività speciale di Einstein, che stabilì un limite di velocità universale, secondo cui nulla può muoversi più velocemente della velocità della luce.

Esempio: all'improvviso il Sole scompare in un giorno. Secondo la fisica newtoniana, l'effetto si avvertirà immediatamente sulla Terra. Secondo la teoria di Einstein, ci vorranno circa otto minuti per coprire una distanza di 93 milioni di miglia tra la Terra e il Sole prima che ce ne accorgiamo. Einstein comprese anche che la massa poteva piegare le onde gravitazionali, come se una palla da bowling stesse rotolando su un trampolino.

Uno dei più recenti aspetti della teoria della relatività generale è la ricerca di onde gravitazionali, che sono causate dalle increspature nello spazio-tempo causate da oggetti massicci.

Così come una palla da bowling cade attraverso un trampolino più di una palla da baseball, oggetti come i buchi neri deformano lo spazio-tempo più che oggetti relativamente insignificanti, come il sole.

"Esiste un intero spettro di onde gravitazionali, proprio come esiste un intero spettro di onde elettromagnetiche: abbiamo radiazioni radio, infrarossi, ultraviolette, visibili, a raggi X, le onde gravitazionali hanno gli stessi tipi", ha detto Thorpe.

Sebbene gli astronomi non abbiano ancora trovato alcun segno di onde gravitazionali, sanno che esistono grazie a simulazioni al computer.

Le onde gravitazionali più lunghe sono state prodotte in seguito al Big Bang 13, 8 miliardi di anni fa. "Si estendono attraverso l'intero universo, mentre si espande, si espandono insieme all'universo", ha detto Thorpe.

Alcuni scienziati studiano i resti della radiazione cosmica di fondo a microonde, che sono le impronte digitali peculiari delle onde gravitazionali. Altri sono preda di onde gravitazionali di oggetti massicci e in rapido movimento, come i doppi buchi neri. A differenza della maggior parte dei telescopi, i telescopi elettromagnetici, utilizzati per rilevare le onde gravitazionali, assomigliano più ai microfoni.

"Ottieni molti dati da tutti i lati e poi li analizzi", ha detto.

La teoria generale della relatività ha dominato oltre 100 anni, ma potrebbe presto affrontare la prova più difficile. Una rete globale di radiotelescopi, collegati insieme per formare un telescopio comune, cercherà un buco nero supermassiccio situato al centro della galassia della Via Lattea.

Buchi neri - gli oggetti sono così densi che persino i fotoni di luce non possono evitare la curvatura dello spazio-tempo. Questi mostri saranno usati per testare la teoria generale della relatività.

Sebbene il buco nero stesso non possa essere osservato per definizione, gli scienziati sperano di tracciare il suo impatto per vedere come funziona la teoria di Einstein. I risultati aiuteranno a determinare se la teoria generale della relatività durerà per i prossimi 100 anni.

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