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Esplorando l’Universo con la ‘lente’ di Einstein

Una delle conseguenze più spettacolari della relatività generale è la deflessione dei raggi luminosi. La teoria di Einstein ci dice che la luce non viaggia in linea retta nello spazio poichè il campo gravitazionale creato da oggetti massicci devia i raggi luminosi quando essi lo attraversano, dando luogo ad effetti ottici davvero drammatici. Continua a leggere Esplorando l’Universo con la ‘lente’ di Einstein

La deflessione ‘quantistica’ della luce

La luce che passa in prossimità di un oggetto astrofisico viene deviata dalla sua traiettoria rettilinea a causa del campo gravitazionale che esso esercita. Per un corpo celeste massivo come il Sole è possibile misurare questa deflessione: ad oggi, le migliori osservazioni indicano un valore di 0,00049°, in accordo con la relatività generale. Oggi, Niels Bjerrum-Bohr del Niels Bohr Institute in Danimarca e colleghi hanno calcolato come può essere alterata questa deflessione quando la gravità viene descritta in un campo quantistico. Continua a leggere La deflessione ‘quantistica’ della luce

Le orbite coerenti delle galassie nane: un fenomeno universale?

Il fatto che non esistano tante galassie nane distribuite come uno sciame d’api attorno a quelle più grandi ma che invece “danzino”, per così dire, su orbite ordinate a forma di disco rappresenta una sfida alle nostre conoscenze su come si è formato ed evoluto il nostro Universo. Oggi, un gruppo internazionale di astronomi, che include tra gli altri Geraint Lewis dell’University of Sydney’s School of Physics, hanno pubblicato i risultati di uno studio che sembra, però, contraddire il modello cosmologico standard.

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Tutte le ‘ciambelle spaziotemporali’ escono col buco nero

L’immagine mostra due strutture a vortice che assumono forma di due ciambelle che sono prodotte da un buco nero ‘pulsante’. Al centro dell’immagine si notanto altri due vortici, in rosso e blu, connessi al buco nero e che produrranno un terzo vortice a forma di ciambella con la prossima pulsazione.
Credit: The Caltech/Cornell SXS Collaboration

L’immagine mostra due vortici a spirale (in giallo) correlate allo spaziotempo trascinato dalla rotazione del buco nero, mentre in rosso sono rappresentate le linee di vortice che formano, appunto, i vortici.
Credit: The Caltech/Cornell SXS Collaboration

Eh già, questa volta è proprio il caso di dirlo, dopo che un gruppo di ricercatori, guidati da Kip Thorne, hanno simulato l’interazione di due buchi neri (merging) osservando quello che succede allo spaziotempo circostante. La distorsione dello spaziotempo, che si comporta come la superficie del mare soggetta ad una tempesta, è così complicata che gli scienziati non sono stati in grado di capire, almeno finora, tutti i dettagli del processo del merging.

Abbiamo trovato un modo di visualizzare lo spaziotempo come non era stato fatto in precedenza“, spiega Kip Thorne del Caltech. Mettendo insieme la teoria e i modelli realizzando simulazioni in computer grafica, Thorne e collaboratori hanno sviluppato alcuni strumenti concettuali che essi hanno chiamato “tendex lines” e “vortex lines“. Gli scienziati hanno scoperto che l’interazione di due buchi neri produce un “vortice di linee” che formano una struttura a forma di ciambella che si diparte dal punto in cui si è formato il buco nero, risultante dal processo di merging, verso l’esterno, un pò come quando l’acqua viene spruzzata da un rubinetto in rotazione in tutte le direzioni. Queste linee chiamate “tendex” e “vortex” descrivono le forze del campo gravitazionale dovute alla distorsione dello spaziotempo. Esse sono analoghe alle linee di forza dei campi elettrici e dei campi magnetici. Le linee “tendex” descrivono la componente della forza che la distorsione dello spaziotempo esercita su qualsiasi cosa essa incontri. Le linee “vortex” descrivono, invece, la componente della forza che curva lo spazio. Insomma, queste strutture forniscono un nuovo modo di studiare i buchi neri e la gravità.

ArXiv: Frame-Dragging Vortexes and Tidal Tendexes Attached to Colliding Black Holes: Visualizing the Curvature of Spacetime

Ulteriori info: The Caltech-Cornell SXS Collaboration