Le onde gravitazionali come le onde elettromagnetiche

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La gravità viaggia alla velocità della luce, perché? La gravità viaggia alla velocità della luce! Il contesto in cui scaturisce questa strana considerazione ai più, parte da molto lontano.

I protagonisti di questa storia sono i nuclei di due stelle morte. L’evento è lo scontro avvenuto 130 milioni di anni fa. Il luogo è una galassia lontana nello spazio e nel tempo. La collisione è stata così estrema, che ha causato una piega nello spazio-tempo: un’onda gravitazionale. Quell’onda e la luce dell’esplosione stellare hanno viaggiato insieme attraverso il cosmo. Sono arrivati ​​sulla Terra contemporaneamente alle 6:41 del mattino del il 17 agosto 2021.

L’evento ha suscitato scalpore in tutto il mondo come l’alba della “astronomia multi messaggio“. Gli astronomi avevano aspettato questo momento per una intera generazione. Ma è stata anche la prima conferma diretta che la gravità viaggia alla velocità della luce.

La rappresentazione schematizza le linee di forza di un campo gravitazionale.
La rappresentazione schematizza le linee di forza di un campo gravitazionale.

La velocità della gravità

Sappiamo tutti che la luce obbedisce a un limite di velocità: circa 299 792 km al secondo. Niente può viaggiare più veloce. Ma perché la gravità dovrebbe viaggiare alla stessa velocità? Questa domanda richiede un rapido tuffo nella relatività generale di Albert Einstein. La teoria che prevedeva le onde gravitazionali un secolo fa.

Einstein ha rovesciato l’idea di Isaac Newton di “tempo assoluto“. Newton pensava che il tempo procedesse ovunque con lo stesso ritmo, indipendentemente da come lo percepivamo noi mortali. Era irremovibile. Secondo quella linea di pensiero, un secondo sulla Terra è uguale a un secondo vicino a un buco nero. Newton pensava anche che la gravità agisse istantaneamente. Per lui la distanza non contava.

Tutto è relativo

L’avvento di Einstein dimostrò che il tempo è relativo. Questa entità fisica cambia con la velocità e in presenza della gravità. Una delle conseguenze di ciò è che non puoi avere azioni simultanee a distanza. Quindi le informazioni di qualsiasi tipo hanno una velocità finita, che si tratti di un fotone (la particella che trasporta la luce) o di un gravitone, che trasporta la forza di gravità.

“Nella relatività, esiste una ‘velocità dell’informazione’, la velocità massima con cui è possibile inviare informazioni da un punto all’altro”, afferma il fisico dell’Università del Wisconsin-Milwaukee Jolien Creighton, esperto di relatività generale e membro del team LIGO che prime onde gravitazionali individuate.

Creighton spiega che nell’elettromagnetismo, quando si scuote un elettrone, si crea un cambiamento nel campo elettrico che si diffonde alla velocità della luce. La gravità funziona allo stesso modo. Scuoti una massa e il cambiamento nel campo gravitazionale, l’onda gravitazionale, si propaga alla stessa velocità. “Quindi il fatto che la velocità delle onde gravitazionali sia uguale alla velocità delle onde elettromagnetiche è semplicemente perché entrambe viaggiano alla velocità dell’informazione”, afferma Creighton.

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