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Nella
teoria della R.G. si analizzano i concetti di spazio e di tempo
in relazione a sistemi di riferimento non inerziali, dove si
ha una accelerazione, e la loro connessione con la gravitazione.
Conseguenze
della teoria della R.G.:
A)
Poichè non esiste un sistema di riferimento assoluto,
non è possibile distinguere chi sta accelerando rispetto
a cosa. Gli effetti della gravità possono essere compensati
da quelli prodotti dall'accelerazione.
Immaginiamo,
a sinistra, Einstein all'interno di un ascensore in quiete.
Qui è la forza di gravità che determina l'attrazione
per cui non succede niente. Ma che succede invece se si spezza
il cavo? L'ascensore va in caduta libera, Einstein si "sente"
sollevato dal pavimento dell'ascensore e si ritrova come se
galleggiasse nell'aria. Ad un certo istante, Einstein e l'ascensore
subiscono la stessa accelerazione, mantenendo la stessa velocità.
E' come se fossero fermi l'uno rispetto all'altro. Gli effetti
della gravità si sono sostituiti con quelli dell'accelerazione,
essi sono della stessa natura perciò sono equivalenti.
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B) La
grande e geniale idea di Einstein č quella di "sostituire"
la forza di gravitą con la geometria dello spaziotempo.
Una
massa deforma lo spazio circostante e ne determina una curvatura.
La curvatura dello spaziotempo determina quindi la traiettoria
delle masse che passano nelle vicinanze della deformazione dello
spazio.
La griglia rappresenta il "tessuto" spaziotemporale
dove si muovono le masse. Al centro, la gravità del Sole
determina una deformazione della geometria dello spazio attorno
al quale possono esistere tre possibili traiettorie: "e"
sta per traiettoria ellittica, "c" sta per traiettoria
circolare ed "a" sta per traiettoria aperta.
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Effetti:
B1)
Curvatura dei raggi di luce
Un raggio di luce proveniente dalla stella A viene curvato passando
nelle vicinanze del campo gravitazionale del Sole. La stella
viene osservata nella posizione apparente B data dalla proiezione
del raggio di luce che arriva a Terra. I raggi di luce vengono
curvati passando nelle vicinanze di un campo gravitazionale
causato dalla presenza di una massa.
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B2)
Spostamento del perielio di Mercurio
Uno degli effetti previsti dalla R.G. è lo spostamento
del perielio di Mercurio, ossia del punto più vicino
dell'orbita, nel campo gravitazionale del Sole. Nel caso di
Mercurio, per il quale l'effetto è maggiore essendo il
pianeta più vicino al Sole, l'effetto dell'avanzamento
del perielio è di circa 43" per secolo. Nel caso
della Terra è di circa 4" per secolo.
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B3)
Lente gravitazionale
 Nell'effetto
della lente gravitazionale, i raggi luminosi provenienti da
un oggetto distante possono essere deviati dal campo gravitazionale
prodotto, ad esempio, da una galassia che si trova interposta
lungo la linea di vista. In questo caso si formano due o più
immagini apparenti dell'oggetto distante che svelano perciò
la sua esistenza
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 (in
questo esempio si formano degli archi che sono le immagini distorte
dell'oggetto distante dovute al campo gravitazionale della galassia
interposta - il fenomeno prende il nome di "anello di Einstein").
In questo modo sono stati scoperti molti oggetti distanti nell'Universo,
come i quasar o le galassie.
Anello
di Einstein
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In questo esempio di lente gravitazionale, si formano delle
immagini apparenti puntiformi dell'oggetto distante poichè
la massa interposta ha simmetria sferica.
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(Il fenomeno prende il nome di "croce di Einstein"
perchè si formano quattro immagini ai vertici di un quadrato
immaginario).
Croce
di Einstein
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