Documentals no visibles degut al tancament de Megaupload

divendres, 6 de gener de 2012

En l’anterior entrada vam veure com l’expedició encapçalada pel físic britànic Sir Arthur Eddington, l’any 1919, va permetre demostrar una de les conseqüències de la teoria d’Einstein; que la llum es distorsiona en passar per un camp gravitatori. La pertorbació d’aquells rajos de llum provinents d’estrelles llunyanes, i observades en un eclipsi solar, va ser la primera evidència de què la interpretació que Einstein havia fet de la gravetat fou fins al moment la més encertada.
Més efectes predits per la teoria d’Einstein han sigut observats durant el interval de temps que separa els anys 20 de l’actualitat: per exemple, la dilatació gravitacional del temps, que determina que un rellotge situat en un camp gravitatori intens marca el pas del temps de manera més lenta que no pas un rellotge exactament igual, però ubicat en una regió on a penes noti la presència d’un camp gravitatori, o l’efecte Shapiro, segons el qual diferents senyals que travessen un camp gravitatori intens necessiten major temps per a traspassar-lo. Ambdós casos, n’en podríem exposar més, han sigut demostrats, i d’aquesta manera han corroborat la relativitat general, fent cada cop més complicats els intents de desbancar el treball d’Einstein, cosa que als anys 20 fou intentada amb afany. Tot i això, encara queden algunes de les prediccions que el físic alemany va anunciar per a demostrar. A continuació veurem una d’elles: les ones gravitacionals.

Propagant-se a través del teixit espai-temps

Les ones gravitacionals són una conseqüència directa de la teoria de la relativitat general. La naturalesa d’aquestes és força similar a la de les ones electromagnètiques (com la llum), ja que ambdues tenen la capacitat de propagar-se en el buit a la mateixa velocitat (aproximadament 300.000 km/s).
Per a Newton, aquests efectes relativistes no haurien tingut cabuda en el seu treball, ja que aquest creia que la gravetat es propagava a una velocitat infinita, és a dir, instantània, per la qual cosa contemplar-la com a una ona que circula per l’espai hauria sigut innecessari. En canvi, per sort, per a Einstein no va ser així. Tenint en compte que després dels seus treballs ja havia establert una velocitat finita a la gravetat, pel físic alemany fou necessari considerar l’existència d’aquestes pertorbacions del teixit espai-temps. El concepte d’ona gravitacional que Einstein ens deixà no difereix gaire del de les ones que nosaltres puguem ocasionar llançant una pedra en un estanc (tot i que l’analogia no sigui correcta). Si canviem l’aigua pel teixit de l’Univers, i la pedra, és a dir, l’origen de les ones, per un efecte cosmològic a gran escala (com la formació d’un forat negre, o l’explosió d’una supernova), ja tindrem la idea mental necessària per a comprendre aquesta conseqüència de la teoria general de la relativitat.
Les ones provocades en l’estanc, tal i com les gravitacionals, es propaguen a una velocitat finita. Si col·loquem una objecte en la superfície de l’aigua prèviament a tirar la pedra (com per exemple una tros de suro), i el situem a una distància no gaire separada del punt on caurà la pedra, aquest objecte experimentarà una oscil·lació a causa de les ones de l’aigua que passen per sota de la seva superfície. El interval de temps que separi la formació de les ones amb la pertorbació de l’objecte serà proporcional a la distància en què ambdós punts es trobin separats (i òbviament a la velocitat de propagació de les ones).
Amb això volem fer veure que si a dos anys llum de la Terra llancem una pedra, és a dir, succeeix un fenomen cosmològic considerable, les ones gravitacionals provinents d’aquest esdeveniment trigaran dos anys a arribar-nos.

No obstant això, ja hem advertit que l’analogia entre les ones aquàtiques i les gravitacionals no és del tot correcta, tot i que ens permet fer-nos una idea del què són.
Primer, les ones de l’estanc són, al cap i a la fi, les pròpies partícules de l’aigua que es mouen conjuntament i que originen una distorsió de la superfície d’aquesta, tal i com el públic d’un partit de futbol fa en les graderies, mentre que les ones gravitacionals són d’una naturalesa totalment diferent. I segon, les velocitats de propagació de les dues ones difereixen en gran quantitat, posat que les gravitacionals circulen per l’Univers a ni més ni menys que a la velocitat de la llum.

En la recerca de les ones gravitacionals

Al principi hem classificat aquestes conseqüències de la teoria d’Einstein dins del grup de “no demostrades”. Això es deu principalment a la complexitat de la detecció d’aquestes. Es creu que les ones gravitacionals són força febles i que, per tant, costen d’observar. A més, com que fenòmens tal i com l’explosió d’una supernova o la col·lisió de dues estrelles neutròniques no succeeixen ni cada dia ni a una distància coneguda, les oportunitats de divisar-les en l’espai són força petites.
No obstant les adversitats, actualment existeixen diversos observatoris destinats a la detecció d’ones gravitacionals, com el GEO 600, situat a Alemanya i Regnen Unit; el LIGO, ubicat als Estats Units; o el TAMA 300, al Japó. Si els seus treballs conclouen complint l’objecti que es proposen, tan sols serà qüestió d’escriure un capítol més en els èxits de la teoria d’Einstein.

0 comentaris:

Publica un comentari