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.

Share the Love!

9 comentarii la „Cum se manifestă undele gravitationale și atractia gravitationala?”

  1. Gheorghe Adrian
    Gheorghe Adrian

    Eu cred ca dispozitivul format din cele doua interferometre uriase, asezate orizontal si pozitionate pe directii perpendiculare, au detectat de fapt mareea pe care o produce asupra scoartei terestre, fluxul gravific produs de reuniunea celor doua gigantice din adancul spatiului de la circa 4 miliarde de ani lumina. Fiindca mareea produsa de fluxul eteric de aspiratie al giganicelor, suprapus peste fluxul de aspiratie al planetei, determina alungirea dupa directia axei comune, planeta-stele si contractia planetei in planuri transversale la axa comuna.

  2. Gheorghe Adrian
    Gheorghe Adrian

    Asa zisele unde gravitationale detectate de interferometrele uriase, au pus in evidenta de fapt mareea produsa asupra scoartei terestre, de catre fluxul eteric de aspiratie produs de reuniunea celor doua gigante, din adancul spatiului cosmic, de la circa 4 miliarde ani lumina. Fiindca mareea asupra sacoartei terestre produce alungirea dupa directia axei comune de la planeta la stele si contractia planetei in planuri perpendiculare la directia axei comune.

  3. Arghirescu
    Arghirescu

    1] În primul rând trebuie demonstrat că există particulele materiale purtătoare de energie numite gravitoni. Acesta este unul din cele patru tipuri de purtători de energie existenţi.
    2] Apoi trebuie calculatată lungimea de undă a undelor de Broglie generate de gravitoni: lambda = h / mv.
    Existenţa gravitonilor este atât de vizibilă încât te şi miri de ce îi tot caută atât de mult şi nu îi observă. Iată cum îi putem vedea foarte uşor: Fie o bilă de un kg pe care o ţinem în mână la un metru înălţime. Energia potenţială a bilei este E = mgh = 1 × 9,8 × 1 = 9,8 Jouli.
    Dacă am lăsa bila să cadă, atunci energia aceasta se va transformă în sunetul căderii şi în căldură.
    Revenim din nou sus. Ne întrebăm: -Unde este această energie potenţială? Noi ştim că energia se poate transforma în materie cu formula E = m × (c la puterea a doua). Am putea deci întreba şi altfel: -Unde este această materie?
    Această materie este sub forma acelor micro-particule care se mişcă între bilă şi pământ numite gravitoni. Gravitonii (ca şi fotonii) se mişcă pe curbe închise între bilă şi pământ. Ele sunt numite linii câmp gravitaţional. În acest caz ei se mişcă pe partea din exterior a acestor curbe. Împulsul dat de ciocnirea lor cu bila şi pământul noi îl resimţim ca o atacţie a bilei către pământ.
    Pe scurt: Greutatea bile (pe care o simţim când ţinem bilă în mânâ) este împingerea către pământ a gravitonilor. Deci simţiţim cum gravitonii ne apasă mâna.
    Acum putem calcula şi undele de Broglie asociate gravitonilor.
    Totul este atât de simplu, de clar, de vizibil!

    1. Bogdan Cristescu

      Undele gravitaționale sunt emisii cosmice. Nu cred ca problema este masurarea lor pe pamant, cum ai dat exemplul cu bila. Cei de la MIT au oferit un video cu mai multe detalii despre proiectul LIGO – au reusit sa masoare undele gravitationale emise de ciocnirea a doua gauri negre, destul de aproape in timp de noi:

  4. Dragos
    Dragos

    Foarte interesant articol, la fel si siteul foarte atractiv si bine pus la punct. Spor la treaba in continuare

  5. anonimatus
    anonimatus

    Ai inceput cu o gresala in articol si anume faptul ca doua corpuri ceresti care se rotesc unul in jurul altuia genereaza unde gravitationale. Corect este faptul ca oricare doua corpuri indiferent de masa si de distanta dintre ele interactionaza prin unde gravitationale cu o forta care depinde de masele lor cat si de distanta dintre ele si care se numeste gravitatie.

    1. Cristescu Bogdan

      Într-un caz perfect probabil este cum spui tu, dar în realitate nu e asa. Cum să fii de acord cu ideea că oricare două corpuri, indiferent de masa lor și de distanta dintre ele? Ai particularitati în realitate ce nu îți dau dreptate. Dacă tu găsesti 2 obiecte la distanta de 60 de ani lumina unul de altul, care să interactioneze între ele prin unde gravitationale, iei premiu nobel. Ai citit mai sus că restul de unde ce ajung pe pământ sunt atat de mici că nu se pot tot timpul măsura?

      Cand intre două astfel de obiecte apare un al treilea , relatia se schimbă, undele gravitationale se modifică. Ori gravitatia, ca si fortă, există întrun anume ciclu. În spatiu, forta gravitationala între anumite corpuri ceresti este nulă, dacă aceste corpuri sunt prea departe unul de altul. Ea se intensifică tocmai prin rotatia unuia fata de altul, deci prin distanta cat mai mica dintre corpuri. Dacă soarele nu ar fi pământul nu s-ar roti, iar noi … am fi in aer. Pe când, dacă am un creion si o coală de hartie, la 2m distanta unul de altul, nici vorbă de rotatie în relatia dintre ele. Interactiunea, are stricta legatura cu distanta, pentru că tu te referi la forta de atractie care nu e una cu forta gravitationala. Ce spui tu se aplica probabil cumva, dar ma tem ca nu exista inca o modalitate clara.

      Probabil si la tine a fost doar o idee!

      Deci, bunule cititor, mentin ideea din primul paragraf ca fiind corectă, a ta fiind incompletă si bizara, fiind și neaplicată practic, nu doar teoretic!

      1. o doamna
        o doamna

        mai studiati domnule, macar manualul de fizica ,clasa a 6 a :)

  6. Ana-
    Ana-

    eu sunt sigura ca cat de curand se va putea curba spatiul si timpul, si vom putea calatori intre planete aproape instantaneu…

Spune care este gândul tău

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *