SCIENZA E POESIA DELL’UNIVERSO MONDO: LA MUSICA DEL COSMO Dr. Gianpietro Cagnoli Biblioteca Comunale di San Giustino 24 Ottobre 2009

Novant’anni fa Il 7 Novembre 1919 il Times titola: “Rivoluzione nella scienza” “Nuova teoria dell’Universo” “Le idee Newtoniane rigettate” 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

Novant’anni fa Cosa accadde? L’astronomo Eddington pubblico’ i risultati della misura precisa della deviazione della luce stellare da parte del Sole Come Einstein aveva predetto la luce non sempre va in linea retta: quando passa vicino alle stelle il suo percorso devia Questa e’ la prova dell’idea, sempre di Einstein, che lo spazio puo’ essere curvato dai corpi aventi massa 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

L’idea di Einstein (la piu’ importante !) La “mela” non cade sulla Terra perche’ attratta da una forza, ma perche’ la Terra deforma lo spazio attorno ad essa Lo Spazio-Tempo diventa simile ad una superficie di gomma Tutti i corpi, ed anche la luce, seguono la superficie deformata dello Spazio-Tempo 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

Le Onde Gravitazionali (Gravitational Waves) Una qualsiasi superficie di gomma, se colpita o pizzicata, trasmette delle onde, delle vibrazioni Cosi’ anche lo Spazio-Tempo puo’ avere delle vibrazioni che si propagano come onde Water ripples CHI PRODUCE LE ONDE NELLO SPAZIO-TEMPO? 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

Sorgenti di GW Tutti i corpi che cambiano forma possono emettere GW Solo cataclismi cosmici emettono GW apprezzabili SUPERNOVAE STELLE DI NEUTRONI E BINARIE 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

L’ESPLOSIONE PIU’ LONTANA MAI VISTA: ~13.5 MILIARDI DI ANNI LUCE Sorgenti di GW L’ESPLOSIONE PIU’ LONTANA MAI VISTA: ~13.5 MILIARDI DI ANNI LUCE Sorgenti relativamente intense sono le Gamma Ray Burst. Quelle di breve durata sembrano essere dovute alla fusione di stelle di neutroni TELESCOPIO RAGGI GAMMA SWIFT La velocita’ di rotazione e’ molto elevata. Il “suono” di questa fusione o collisione e’… 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

Cosa succede quando passa un’onda gravitazionale? Effetto di un’onda gravitazionale su un sistema di 8 masse disposte in cerchio Figure: M.Lorenzini Le 8 masse sulla Terra Due stelle di Neutroni in rotazione nello Spazio Le onde sono talmente piccole che le distanze cambiano solo di qualche 0,0000000000000000001% !!! 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

Masse Risonanti Interferometri I rivelatori di GW Masse Risonanti Interferometri Figure: S. Reid 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

Il primo rivelatore risonante In questo primo rivelatore come nei successivi si sperava di captare il BANG dell’esposione di una supernova … la barra funzionava come una campana … Joseph Weber (~1960) Barra risonante di alluminio sospesa nel mezzo Mirofoni piezoelettrici per la rivelazione delle vibrazioni 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

I moderni rivelatori risonanti Un trucchetto per aumentare la sensibilita’… Spheres Bars mechanical signal enhancement 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

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I rivelatori interferometrici L’interferenza e’ il sistema piu’ sensibile per misurare uno spostamento: la luce che arriva al rivelatore (fotodiodo) ha una intensita’ che dipende fortemente dalla differenza di cammino ottico nei due bracci 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

Un po’ di storia … ed a proposito di libri … Gertsenshtein M E and Pustovoit V I 1962 Sov. Phys.—JETP 16 433 Moss G E, Miller L R and Forward R L 1971 Appl. Opt. 10 2495b Weiss R 1972 Q. Prog. Rep. Res. Lab. Electron. 105 54 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

Gli interferometri oggi 3 km 600 m TAMA 4 & 2 km 300 m AIGO 4 km 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

L’interferometro italiano Virgo 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

LISA: l’interferometro spaziale Per rivelare il segnale a lunghissimo periodo delle binarie l’interferometro deve essere lungo milioni di km: e’ necessario andare nello spazio 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

Il rumore degli interferometri Gli interferometri sono come delle enormi radio che ascoltano l’Universo, pronte ad ascoltare rumori del tipo: Ecco i tipici rumori degli interferometri Grazie per l’attenzione 24 Ott. 2009 La musica del cosmo

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Suspensions at room temperature Best material: silica (SiO2) Silicate bonding Tested on GEO600 24 Ott. 2009 La musica del cosmo