Harta câmpului gravitaţional al Terrei (Potsdam Gravity Potato)
Sateliţii GRACE şi CHAMP au fost folosiţi pentru a crea harta câmpului gravitaţional al Terrei. După cum se poate observa, sunt diferenţe între diversele părţi al suprafeţei terestre. De unde aceste diferenţe? Cauze posibile sunt: distribuţia neuniformă a masei în oceane, continente ori în interiorul Pământului, printre altele.

Ideea acestui articol a venit de la o nemulţumire privind modul clasic în care este vizualizată, de regulă, curbura spaţiu-timpului. Şi propunem o nouă modalitate de vizualizare care, sperăm, este mai intuitivă. Ca să fie clar de la început: ambele variante, cea clasică şi cea propusă aici, sunt, în mod limpede, doar aproximări; nimeni nu ştie să vizualizeze lumea în 4 dimensiuni, spaţiu-timpul. Întrebarea este dacă varianta pe care o propunem este mai utilă în încercarea de a înţelege mişcarea obiectelor în spaţiu-timp.

Comentarii -

 

Unul dintre cele mai contraintuitive aspecte ale universului nostru, şi din acest motiv larg dezbătute şi combătute de către pasionaţii de ştiinţă, este următorul: de ce nu putem călători cu viteze superioare vitezei luminii? Viteze superluminice ar putea permite călătorii în alte galaxii într-un timp rezonabil, de exemplu. Răspunsul cel mai adesea oferit de fizicieni în materiale de popularizare este: pentru că orice corp care se apropie de viteza luminii are nevoie de energie din ce în ce mai mare, iar, la limită, are nevoie de energie infinită pentru a atinge viteza luminii. Pus în context relativist, specialiştii în teoria relativităţii au însă opinii diferite.

Comentarii -


Aceasta este o vizualizare a discului de acreţie şi a jeturilor de materie din proximitatea unei găuri negre. Vizualizarea este una bazată pe predicţiile teoriei relativităţii generale.

Acum mai bine o sută de ani (1915) Albert Einstein a propus teoria generală a relativităţii, care propune o abordare radical diferită a gravitaţiei. Una dintre predicţiile cele mai extreme ale relativităţii generale este existenţa găurilor negre. Iată în continuare câteva videoclipuri, realizate pe baza teoriei lui Einstein, care arată ce ai vedea dacă ai cădea într-o gaură neagră. Găurile negre sunt de mai multe feluri, caracterizate de masă, sarcină electrică şi spin; vă prezentăm ce aţi vedea pe când v-aţi prăbuşi în două tipuri de găuri negre, gaura neagră Schwarzschild şi gaura neagră Reissner-Nordström.

Comentarii -


Materia curbează spaţiu-timpul, iar spaţiu-timpul curbat dictează mişcarea materiei în univers. credit: LIGO/T. Pyle

Spaţiu-timpul, aşa cum îi spune şi numele, pune spaţiul şi timpul împreună, dar nu doar într-o formă convenţională, matematică, ci ca structură fundamentală a universului. Conceptul a fost creat în contextul cristalizării teoriei generale a relativităţii de către Albert Einstein, dar cel care a propus conceptul de spaţiu-timp a fost unul dintre profesorii de matematică a lui Einstein, Hermann Minkowski. Einstein a avut nevoie de câţiva ani pentru a accepta ideea, pe care o credea iniţial inutilă. Ulterior conceptul de spaţiu-timp a devenit fundamental în înţelegerea noii teorii a gravitaţiei conţinută în teoria generală a relativităţii.

Comentarii -


Prima imagine a unei găuri negre. Imaginea nu este o fotografie, ci a fost creată cu ajutorul a multiple telescoape în cadrul proiectului EHT

Într-adevăr, fotonii, adică particulele purtătoare ale undelor electromagnetice, se consideră că nu au masă. Un foton se deplasează cu viteza luminii prin spaţiu-timp. Viteza luminii în vid este de 299.792,458 km pe secundă. Fotonii nu experimentează trecerea timpului. Asta înseamnă că nu contează distanţa pe care o parcurge un foton, din punctul de vedere al unui observator extern; pentru foton toată această distanţă este doar un punct, iar toată călătoria care pentru un observator extern poate dura miliarde de ani, din perspectiva fotonului este instantanee. Desigur, foarte ciudat lucru, iar vinovatul principal pentru această complicaţie este nimeni altul de Albert Einstein. Lumea era mai simplă înainte să apară el :).

Comentarii -

Generarea undelor gravitaţionale ca urmare a orbitării reciproce a două găuri negre. Reprezentare grafică

Undele gravitaţionale au fost prezise de Einstein în urmă cu un secol, dar de unde vin acestea? Ce tipuri distincte de unde gravitaţionale ar putea exista în cosmos? De ce este aşa dificil să detectăm unde gravitaţionale? Cum funcţionează detectoarele gravitaţionale? Ce obiecte din spaţiul cosmic pot declanşa unde gravitaţionale?

Comentarii -

Încerc să detectez undele gravitaţionale de 40 de ani. Când am început eram doar doar câţiva, undeva într-un laborator al universităţii. Astăzi sunt 1.000 de fizicieni, care au la dispoziţie observatoare de miliarde de dolari, care cred că suntem aproape de măsurarea undelor gravitaţionale. La 100 de ani după ce vom descoperi undele gravitaţionale, acest moment va fi unul de referinţa în istoria ştiinţei. Va fi ca descoperirea undelor electromagnetice în 1886 (află mai multe despre experimentele lui Heinrich Hertz), la un sfert de secol după ce acestea au fost prezise de către fizicianul James Clerk Maxwell.

Comentarii -

Fizica dezvăluie idei fascinante sub aspect filozofic. Faptul că parte din atomii care ne constituie au fost creaţi în stele îndepărtate este greu să nu fascineze orice pământean. Faptul că uriaşul univers în care existăm îşi are originea într-un punct de densitate infinită, de asemenea, uluieşte şi fascinează. Ciudăţeniile mecanicii cuantice, cum ar fi faptul că un foton este şi undă, şi particulă, în funcţie de modul în care-l măsurăm, de asemenea, stârnesc uimirea.

Comentarii -


Simulare a fuzionării unor găuri negre, fenomen însoţit de emiterea de unde gravitaţionale

Cercetătorii ce utilizează telescopul BICEP2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization) au anunţat anul trecut  că au detectat undele gravitaţionale, care sunt undulaţii ale continuului spaţiu-timp. Iniţial anunţul a fost aclamat ca cea mai importantă descoperire a secolului, dar ulterior s-a dovedit că a fost vorba despre o alarmă falsă: semnalul recepţionat era praf galactic.

Comentarii -

Spaţiu-timpul în universul lui Einstein se presupune a fi similar unei foi de cauciuc plină de pliuri şi îndoituri. Dar ideea unui spaţiu curb nu este cea mai intuitivă din lume. Şi ce legătură are lumina cu acest lucru? În acest articol veţi afla răspunsul la această întrebare.

Comentarii -

Aceasta este o întrebare pe care am primit-o de multe ori de la cititorii mei şi cel mai simplu răspuns la ea este: nu se poate să vă deplasaţi cu viteza luminii şi deci nu are rost să încercaţi. Din păcate, fizicienii ne învaţă că noi întotdeauna ne vom deplasa cu viteze inferioare vitezei luminii. Au existat întotdeauna comentarii la adresa acestei afirmaţii a fizicienilor care au avut drept scop să arunce o umbră de îndoială asupra acestei certitudini care vine din partea fizicienilor.

Comentarii -

În articolul de azi vom aborda un subiect la modă în lumea pasionaţilor de fizică ori astronomie, dar un subiect care se referă la "partea întunecată" a Universului, adică la materia întunecată. Ce reprezintă această misterioasă componentă a Universului şi de ce ar trebui să fim interesaţi de ea?

Comentarii -

GalaxiiCa de fiecare dată, şi astăzi puteţi citi un articol ştiinţific care pretinde că poate prezenta „cea mai bună imagine a materiei întunecate" de până acum. Dacă aceasta este atât de întunecată, atunci cum putem să o vedem? În acest articol vom afla cum putem face asta.

Comentarii -

Spaţiu timpAici este un experiment simplu pe care aproape oricine îl poate face într-o noapte senină: faceţi o piruetă în timp ce vă uitaţi la stele. Veţi observa două lucruri: primul, că stelele par să se rotească pe cer şi al doilea, că braţele tale sunt trase în sus de forţa centrifugă.

Comentarii -

Spaţiu timpCând experimentul Gravity Probe B a fost conceput, efectul de distorsiune „frame-dragging” a fost văzut mai mult ca fiind de interes teoretic. Confirmarea experimentală a predicţiei lui Einstein (Lense-Thirring) a plasat o altă constrângere teoriilor gravitaţionale alternative.

Comentarii -

Spaţiu timpPe măsură ce calculele lui de Sitter, Schouten şi Fokker au devenit mai larg cunoscute, în special prin influentul manual al lui Eddington "Teoria matematică a relativității" (1923), fizicienii experimentatori au început să devină interesaţi.

Comentarii -

Spatiu-timpEfectul de distorsiune prin tragere a sistemului de referinţă, numit şi efect Lense-Thirring, al şaptelea test pentru relativitatea generală şi al doilea care implică spinul corpului de testare, relevă cel mai clar aspectul machian al teoriei lui Einstein.

Comentarii -

Spatiu-timpulEfectul geodezic ne furnizează o a şasea verificare a relativităţii generale (după cele trei verificări clasice la care se adaugă efectul Shapiro de întârziere şi pulsarul binar) şi este prima care implică spinul corpului de testare. Detalii, în continuare.

Comentarii -

Albert Einstein. RelativitateaToată lumea ştie că relativitatea vine cu reguli ciudate în ceea ce priveşte timpul şi spaţiul, dar ce se poate spune despre masă? De ce îşi măresc sau îşi micşorează obiectele masa, în funcţie de viteza lor relativă? Iată o explicaţie care face apel la conservarea impulsului.

Comentarii -

Spatiu-timp si relativitateDetectarea directă a undelor gravitaţionale va verifica una din cele mai uimitoare predicţii ale relativităţii generale şi va deschide o nouă imagine astronomică asupra cosmosului. Există veşti bune, dar şi veşti proaste despre aceste unde.

Comentarii -

Spatiu-timp si relativitatePulsarii sunt stele neutronice care se rotesc rapid şi emit pulsaţii radio periodice pe măsură ce se rotesc. Ca atare, ei acţionează ca nişte ceasuri care permit monitorizarea foarte precisă a mişcării lor orbitale. Despre acest test al relativităţii generale, în cele ce urmează.

Comentarii -

Spatiu-timpPână la începutul anilor 1960 se părea că relativitatea generală a fost verificată experimental în toate modurile posibile şi fizicienii din domeniul gravitaţiei se pot concentra asupra aspectelor matematice ale teoriei. Shapiro vine cu un "al 4-lea test clasic".

Comentarii -

Relativitatea generalaDacă demonstrarea pe bazele teoretice ale relativităţii generale a validităţii precesiei periheliului planetei Mercur a dus la acceptarea relativităţii generale printre colegii lui Einstein, devierea luminii în câmp gravitaţional l-a făcut, în schimb, celebru pentru public.

Comentarii -

Spatiu-timpulPlaneta Mercur i-a furnizat lui Einstein prima verificare cu adevărat „clasică” a relativităţii generale şi a format bazele imediate pentru acceptarea rapidă a teoriei sale de către colegii săi. În continuare, câteva detalii despre acest fenomen considerat odinioară o anomalie.

Comentarii -

Relativitatea generalaConfirmarea deplasării gravitaţionale spre roşu a fost primul experiment de verificare a gravitaţiei pe care l-a propus Einstein. Adesea se face referire la acesta ca fiind unul dintre cele „trei teste clasice” ale relativităţii generale. Detalii, în cele ce urmează.

Comentarii -

Teoria relativitatiiExperimentele gravitaţionale pot fi împărţite în două tipuri: acelea care testează principiile fundamentale şi acelea care testează teoriile individuale, inclusiv teoria relativităţii generale. În continuare, despre experimentele lui Stevin, Galilei, Newton, Eötvös, dar şi despre STEP.

Comentarii -

Teoria relativitatiiTeoria relativităţii generale a lui Einstein a trecut toate testele la care a fost supusă. Cu toate acestea, există cel puţin patru motive să credem că teoria este incompletă şi că va trebui eventual reconsiderată, în acelaşi mod în care a fost răsturnată cea a lui Newton.

Comentarii -

Relativitatea. Albert EinsteinContinuăm seria dedicată fizicii cu prezentarea problemelor şi realizărilor de la finele sec. XIX şi începutul sec. XX. La acel moment se ajunsese la o criză a fizicii, ca urmare a unor descoperiri ce nu puteau fi explicate pe baza principiilor mecanicii clasice, newtoniene.

Comentarii -

În situaţii generice, spaţiul şi timpul sunt atât de profund cuplate în teoria generală a relativităţii, încât este dificil să le separi. În cazuri speciale însă, devine acceptabil să efectuezi o decuplare "3 + 1", descompunând metrica spaţiu-timpului cvadridimensional.

Comentarii -

Multe dintre marile mistere ale naturii vin în triade. De ce spaţiul are trei dimensiuni (unele pe care nu le vedem, oricum)? De ce sunt trei dimensiuni fundamentale în fizică: masa m, lungimea l şi timpul t? De ce sunt trei constante în natură?

Comentarii -


Dacă găsiţi scientia.ro util, susţineţi site-ul printr-o donaţie.

Găzduire 2019: 485 €. Donat: 121.55


PayPal ()
CoinGate Payment ButtonCriptomonedă
Susţine-ne pe Patreon!