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Trascinamento dello spazio-tempo


La teoria della relatività generale stabilisce una profonda connessione tra la materia e la geometria del cosiddetto spazio-tempo, nel quale ogni punto è individuato non solo dalle tre coordinate spaziali ordinarie, ma anche da una misura del tempo, necessaria perché il tempo è anch'esso variabile. La presenza di materia incurva lo spazio e la forza di gravità è considerata una conseguenza di questa curvatura: un corpo soggetto alla gravitazione appare muoversi lungo traiettorie curve. La teoria prevede inoltre che un corpo rotante molto denso trascini attorno a sé la struttura dello spazio-tempo. La conferma dell'esistenza di questo effetto è stata ottenuta misurando le variazioni dell'emissione della radiazione X di alcuni sistemi di stelle doppie formate da un presunto buco nero e da una stella di neutroni in rapida rotazione. In un sistema binario composto da una stella di neutroni e un buco nero, materia si trasferisce continuamente con un moto a spirale dalla stella di neutroni al buco nero, formando un disco di accrescimento di materia attorno a quest'ultimo ed emettendo intense radiazioni X per l'elevata velocità raggiunta. Se la stella di neutroni è in rapida rotazione il suo forte campo magnetico fa oscillare il disco di accrescimento attorno all'asse di rotazione, come fa una trottola rotante inclinata: oscilla allora anche la radiazione X emessa, evidenziando l'effetto di trascinamento dello spazio-tempo.
Anche la Terra durante la rotazione produce un effetto di trascinamento dello spazio-tempo locale attorno ad essa. Altera infatti la struttura dello spazio-tempo circostante rispetto alle predizioni della teoria newtoniana. L'effetto è comunque molto debole e per misurarlo servono strumenti molto sensibili. Bisogna anche tenere conto di altri effetti che possono mascherare quello di trascinamento, come, nel caso della Terra, gli effetti legati alle variazioni della densità dell'atmosfera terrestre. Un'altra difficoltà da tenere in considerazione è il fatto che il campo gravitazionale terrestre non è uniforme (la massa di una montagna produce una forza maggiore). La sonda Gravity Probe della NASA ha tra i suoi scopi quello di misurare il trascinamento prodotto dalla Terra e i primi risultati sembrano confermarlo.

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