Concludiamo l'aberrazione della luce con un effetto molto particolare, di elevatissima energia, che contraddistingue i getti relativistici degli attori più potenti del Cosmo: la radiazione di sincrotrone, un altro bellissimo gioco messo in piedi da elettroni e fotoni, in grandissima forma, aiutati da un campo magnetico.
No, non preoccupatevi, non sto presentando un eccitante spettacolo di strip-tease. Chi si spoglia fino alla “nudità” completa non è altro che una stella collassata senza alcun freno. In altre parole, un buco nero… ma c’è buco nero e buco nero! Non andrò certo nei dettagli di una materia tra le più complesse, che abbiamo […]
Proviamo a pensarci un attimo… Cosa vorrebbe mai dire avere una massa negativa? Ad esempio, mettere una sfera di ferro su una bilancia e vedere il piatto che la contiene salire verso l’alto? Potremmo, però, anche immaginare altre strane e ipotetiche conseguenze. Tuttavia, ormai la faccenda non è più un’ipotesi fantascientifica e quindi possiamo discuterne con la dovuta valenza scientifica, pur rimanendo giocoforza legati a una semplificazione abbastanza spinta.
Concludiamo l'argomento dell'aberrazione della luce con due applicazioni pratiche. In questo articolo parliamo di uno straordinario metodo utilizzato sfruttando i dati di Kepler. Keplero e Einstein: che bella coppia!
Il bisogno di materia ed energia oscura nasce dalle classiche discrepanze tra teoria e osservazioni. Una volta si lavorava duro per cercare la spiegazione, tenendo per lo più in conto i dati osservativi CON I LORO ERRORI previsti. Oggi, si tenta, sempre più spesso, di riempire i buchi inventandosi qualcosa “ad hoc”, anche perché il mistero affascina l’opinione pubblica sempre di più che un silenzioso lavoro a tavolino (senza Celestia…). Opinione pubblica affascinata o spaventata vuol dire maggiori fondi a chi soffia sul fuoco di questo successo. Il gioco è abbastanza chiaro nel mondo moderno e … avanzato (?). Che abbiano ragione oppure no, grande rispetto va, quindi, a chi affronta certe problematiche utilizzando i dati e una profonda analisi dei modelli troppo semplificati che tendono a imporre soluzioni frettolose e, soprattutto, coinvolgenti.
Dopo aver trattato, in modo abbastanza accurato, l’aberrazione, il redshift e il blueshift relativistici, nonché la dilatazione del tempo, utilizzando una figura a quattro dimensioni, vogliamo costruire passo dopo passo un viaggio verso il Sole a velocità più o meno relativistica. Il tutto senza formule e semplificando un poco la trattazione.
Riassumiamo, in modo semplificato, la nostra ellisse di aberrazione e la sua ricaduta sul panorama che si vede viaggiando in astronave a velocità relativistiche. Buon viaggio!
Un dittatore? un tiranno? Un guerrafondaio? Un uomo assetato di potere? E se, invece, fosse stato solo un grande matematico assetato di sapere e con il sogno, mai raggiunto completamente, di mettere in pratica le sue figure geometriche e le costruzioni che ne derivavano? Ricordiamo che la sua opera è stata apprezzata disinteressatamente da scienziati come Laplace e de La Grangia. Svariati sono stati i suoi quiz, così come fondamentale è stato il suo problema e il suo teorema. Quest’ultimo permette di individuare graficamente e velocemente il punto di Torricelli-Fermat (e dico poco…). Insomma, attraverso documenti segreti e ricerche mirate, esce fuori un personaggio ben diverso da ciò che si pensa di conoscere. Sembra, addirittura, che Einstein sia andato spesso ad Austerlitz durante la stesura della sua Relatività Ristretta… La storia è proprio un telefono senza fili… la verità fa in fretta a confondersi…
A questo punto possiamo dimostrare e calcolare la frequenza luminosa che arriva all’osservatore sull’astronave. Come già detto, e per costruzione, la dilatazione del tempo, dovuto al moto, corrisponde perfettamente alla lunghezza delle congiungenti i punti dell’ellisse con uno dei due fuochi.
L’informazione che viene dall’Universo dipende quasi unicamente dalla luce (a parte le onde gravitazionali ancora al loro ABC). E’ importantissimo saperla analizzare e decodificare, ma è anche facilissimo manipolarla a fini che di veramente scientifico hanno poco (almeno per adesso). E’ il caso della insostituibile materia oscura, scrigno prezioso per carriere e finanziamenti sicuri. NEW: come previsto Media Inaf ne dà ampio risalto, parlando di materia oscura come se fosse pane messo sulla tavola di tutti giorni!
Cominciamo, nuovamente, l’avventura con una trattazione sul piano (x,y), ma poi passeremo immediatamente nello spaziotempo. Alla fine, troveremo nuovamente l’ellisse, lavorando con la geometria di Minkowski (vedi questo quiz).
Ci siamo divertiti un po’ con gli dei greci e siamo arrivati a vedere cosa succede alla luce che proviene dall’esterno mentre un cosmonauta viaggia nella sua astronave. Come già dovevamo immaginare, per effetto dell’aberrazione luminosa, il fascio luminoso si stringe verso la direzione del moto. Stiamo per entrare in un campo decisamente più generale, che comporta, nella seconda parte almeno, una conoscenza più che discreta della RR e del diagramma di Minkowski. Cercheremo, perciò di andare avanti con piedi di piombo e fare tante figure esplicative.
Questo è un quiz destinato ai solutori più abili (posso, però, sempre essere smentito…). Si tratta di un problema geometrico che però si svolge nello spaziotempo di Minkowski. Niente di trascendentale, ma ha bisogno di una buona conoscenza dei parametri fondamentali. Ci servirà per l’ellisse di aberrazione (ma pensa un po’…).
Torniamo nel mondo mitologico greco… Sembra che l’avventura dell’ateniese e dello spartano (con la conseguente guerra) abbia divertito parecchio gli abitanti dell’Olimpo. In molti domandarono a Giove di ripetere il gioco, anzi di farlo ancora più complicato.
Il quiz precedente è stato brillantemente risolto da Paolo e non ci sarebbe nemmeno bisogno di scrivere questo articolo. Ma, dato che poi li uniremo tutti insieme, conviene riportarlo in modo canonico. Scopriamo che l'aberrazione è di per sé un fenomeno relativistico che ricade in quello classico ponendo il famoso fattore gamma uguale a 1.
"Non so come io appaia al mondo, ma per quel che mi riguarda, mi sembra di essere stato solo come un fanciullo sulla spiaggia che si diverte nel trovare qua e là una pietra più liscia delle altre o una conchiglia più graziosa, mentre il grande oceano della verità giace del tutto inesplorato davanti a me" (Isaac Newton)