Cum se manifestă undele gravitationale și atractia gravitationala?

Știm că două corpuri cerești, care se rotesc unul în jurul celuilalt, creează un câmp gravitațional. În pofida faptului că existența acestui câmp a fost dovedită, modalitatea prin care se manifestă el (mai exact, undele gravitationale) rămâne deocamdată o enigmă pentru oamenii de știință.

Să fie oare și undele gravitationale o provocare pe care o vom lăsa spre dezlegare viitorului?…

Principiile matematice enunțate de Legea atracției universale, pe care o datorăm lui Newton, s-au dovedit a fi, în general, satisfăcătoare pentru efectuarea calculelor privind atractia gravitationala dintre două corpuri – fie ele obiecte cosmice (stele, planete, comete, asteroizi etc.), fie nave cosmice, sateliți artificiali sau sonde interplanetare.

Limitele științifice ale timpului său l-au determinat pe Newton să considere, în cadrul teoriei sale, că forță, ce implică atractia gravitationala, dintre două corpuri cerești se manifestă instantaneu – realitate dovedită abia la începutul secolului nostru, de către Einstein, ca fiind o imposibilitate fizică…

De altminteri, prin a sa Teorie a relativității, Einstein a redefinit spațiul și timpul, mecanica newtoniană fiind înglobată ca un „caz particular” în noua teorie. Mai bine spus, principiile legii enunțate de predecesorul său sunt aplicabile numai în registrul vitezelor cosmice obișnuite ale astrelor.

Întrucât, în momentul în care trecem de acest nivel și intrăm în domeniul vitezelor relativiste, care au ca parametru fundamental de raportare viteza luminii, intervin legitățile descoperite de Einstein. Potrivit teoriei lui Einstein, Universul nostru poate fi asemuit unei pânze (continuul spațio-temporal) elastice, pe suprafața căreia „se mișcă” toate obiectele cosmice (galaxii, stele, planete etc.).

 

Să înțelegem undele gravitationale și atractia gravitationala

Aidoma unei corăbii care deformează, prin greutatea sa, suprafața marilor, și aceste obiecte cosmice deformează „pânza” Universului (continuul spațio-temporal einsteinian), producând o curbură datorată gravitației.

Cu cât corpul ceresc va fi mai masiv, cu atât curbura va fi mai mare și, deci, și gravitația.

undele gravitationale produse de terra

sursa pozei phys.org

 

Ca să continuăm analogia, corăbiile lasă-n urma lor șiruri de valuri înspumate care se deplasează perpendicular pe direcția de înaintare a navei până când, devenind din ce în ce mai mici, se amortizează și se pierd în unduirile firești ale mării. Tot astfel, și obiectele cosmice creează, în deplasarea lor, „valuri” în „pânza” Universului. Aceste valuri sunt un punct de pornire pentru atractia gravitationala dintre două corpuri ceresti.

Aceste „valuri” nu sunt altceva decât undele gravitationale, forțe care se propagă cu viteza luminii. Însă intensitatea acestor unde gravitationale este atât de mică, încât mai degrabă putem zări de pe Pământ o țigară aprinsă pe Neptun, decât să înregistrăm undele gravitationale.

Spre exemplu, undele gravitationale emise de Soare, mai exact intensitatea lor este de un bilion de bilioane de ori mai redusă decât intensitatea radiației sale electromagnetice, iar undele gravitationale emise de Terra sunt aproximativ a mia parte dintr-un watt!

Mai mult, explozia unei supernove în galaxia noastră generează undele gravitaționale aferente care, odată ajunse pe planeta noastră, vor produce asupra unui detector metalic de un metru lungime un efect de alungire egal cu o sutime din diametrul unui… nucleu atomic – altfel spus, egal cu zece milionimi de angstrom (un angstrom fiind egal cu a zecea milioană parte dintr-un milimetru!)

Cei care vânează undele gravitationale

În pofida acestor extraordinare dificultăți, oamenii de știință au declanșat o aprigă vânătoare a undelor gravitationale.

După opt ani de muncă încordată, fizicianul american Joseph Weber, din Maryland, a pus la punct o primă antenă gravitațională, formată dintr-un cilindru cu diametrul de 60 cm, lungimea de 135 cm, în greutate de o tonă. Trecerea undelor gravitationale prin cilindru generează vibrații ce vor fi recepționate de cristale piezoelectrice, care vor transforma vibrațiile în curenți electrici. Pentru eliminarea paraziților produși de agitația termică a moleculelor din componența materialului din care este confecționat cilindrul, acesta din urmă este scufundat în heliu lichid.

La Universitatea din Louisiana, cilindrul este plasat între electromagneți de mare putere care îl fac să plutească în bazinul cu heliu lichid, astfel încât să fie eliminate vibrațiile solului. La Moscova, oamenii de știință au confecționat o vergea de safir în greutate de 30 kg, în care se pare că efectul undelor gravitaționale este mai pregnant. Alte laboratoare din lume au realizat un așa-numit interferometru cu laser, în care două oglinzi reflectă între ele un fascicul emis de un laser. Când trec undele gravitationale, oglinzile vibrează, astfel încât distanța dintre ele se modifică, fapt de natura să schimbe și lungimea fasciculului emis.

Articol etichetat cu:,

Ganduri si impresii pentru "Cum se manifestă undele gravitationale și atractia gravitationala?":

  1. Jorjette C Ana-
  2. Jorjette C anonimatus
    1. Jorjette C o doamna
  3. Jorjette C Dragos
  4. Jorjette C Arghirescu

Care este gandul tau?

 

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.