Sudiare sulle onde gravitazionali alla ricerca di nuove dimensioni spaziali

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Cinque dimensioni e mezza, Se esistano dimensioni nascoste oltre le quattro che siamo abituati a considerare dal “dopo” Einstein, sarà la collaborazione internazionale Ligo-Virgo a dircelo: secondo uno studio del Max Planck lo proverà l’eventuale discostarsi delle onde gravitazionali dalle misure standard.
La fusione di due buchi neri è un evento straordinario che genera onde gravitazionali capaci di increscapare l’intero universo. Queste ondulazioni nello spaziotempo potrebbero essere utilizzate per fornire una prima prova empirica a ulteriori dimensioni nascoste.
La fusione di due buchi neri è un evento straordinario che genera onde gravitazionali capaci di increscapare l’intero universo. Queste ondulazioni nello spaziotempo potrebbero essere utilizzate per fornire una prima prova empirica a ulteriori dimensioni nascoste.

Larghezza. Altezza. Profondità. Ci muoviamo in una realtà costituita da tre dimensioni. Il tempo che scivola via dalle nostre dita come sabbia è la quarta dimensione di questo mondo che abitiamo; questo lo sappiamo grazie ad Albert Einstein. Quello che ancora non sappiamo è se altre dimensioni ancora sconosciute si nascondano o meno nell’universo.

Per scoprire se davvero esistano una quinta, una sesta o perlomeno una quinta dimensione e mezza (come forse la chiamerebbe l’antieroe dei fumetti Dylan Dog), saranno determinanti le future rilevazioni della collaborazione internazionale LIGO-Virgo.

Lo dicono i ricercatori del Max Planck Institute per la fisica gravitazionale (Albert Einstein Institute/AEI) di Potsdam su un articolo appena pubblicato dal Journal of Cosmology and Astroparticle Physics: se esistono dimensioni nascoste, come suggerisce la Teoria delle stringhe, queste potrebbero in qualche misura influenzare le onde gravitazionali che si producono nell’universo in corrispondenza di eventi eccezionali come la fusione di due buchi neri. Le conseguenze di dimensioni aggiuntive sulle increspature dello spaziotempo sono prevedibili e misurabili.

La prima rilevazione di onde gravitazionali da parte di LIGO nel settembre 2015 ha aperto una finestra sull’universo e alla scienza che finora abbiamo creduto possibile. Ora, grazie a questo nuovo strumento di osservazione fisici e astrofisici non solo hanno la possibilità di osservare il comportamento di oggetti esotici nello spazio ma, per la prima volta, hanno una concreta opportunità di comprendere la gravità stessa.

«Rispetto ad altre forze fondamentali come l’elettromagnetismo, la gravità è qualcosa di estremamente debole», spiega il primo autore dello studio David Andriot. «La ragione di questa debolezza potrebbe essere la presenza di dimensioni ancora sconosciute con cui questa forza si trova a interagire e di cui non abbiamo contezza nella nostra vita quotidiana “dominata” dalle quattro dimensioni conosciute».

Di piccole dimensioni nascoste hanno parlato approfonditamente i padri della Teoria delle stringhe. «I fisici hanno dato la caccia a queste dimensioni nascoste con il Large Hadron Collider del Cern, finora senza alcun risultato», sottolinea Gustavo Lucena Gómez, fra gli autori dello studio con Andriot. «Ma i rilevatori d’onde gravitazionali potrebbero avere qualche chance in più di trovare prove sperimentali a questa ipotesi».

Secondo il team del Max Planck le extra dimensioni dovrebbero avere due generi di effetti sulle onde gravitazionali: modificherebbero il fenomeno ondulatorio standard e darebbero origine a un secondo flusso a frequenze superiori a 1000Hz.

Quasi nulle le probabilità di verificare questo secondo aspetto per cui servirebbero strumenti sensibilissimi. Grazie ai rilevatori di LIGO e Virgo, invece, dovrebbe essere piuttosto semplice verificare una eventuale estensione o riduzione delle onde gravitazionali standard. Cosa che si potrà fare non appena gli strumenti lavoreranno insieme a partire dalla fine del 2018 / inizi 2019.

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