gravita', gravitone parliamone

[lele980]

è imbarazzante pensare che al 2009 (quasi) conosciamo ben poco delle dinamiche che influenzano una delle forze fondamentali dell'universo ed anche quella che ci accompagna ogni secondo della nostra esistenza
e non e' stato ancora schematizzato un modello che si avvicini ad esso

tutt ora la particella che si pensi fondamentale, il gravitone non è mai stata osservata
non è nemmeno certo della sua esistenza

ma quali sono i problemi che legano tutto questo?

perche 2 particelle anche se lontanissime tra loro sono sempre influenzate dalla gravita'?

leggevo anche che il legame potrebbe essere al difuori del nostro continuo spaziotemporale

[quelarion]

Il problema che sollevi è una specie di macigno

Ti rispondo in ordine inverso:
due particelle massive, anche a distanze enormi, interagiscono sempre tra loro gravitazionalmente, ma questo è qualcosa che ci si aspetta, considerando che anche l'interazione elettromagnetica è a lungo raggio.
Quindi in effetti anche due cariche sono sempre influenzate dalla interazione elettromagnetica.
Rimane poi da valutare quanto forte sia questa interazione.

E qui arriviamo ad uno dei problemi "sperimentali": la gravità è una forza debolissima rispetto a quella elettromagnetica a livello particellare.
Esempio: la forza elettromagnetica tra due protoni è milioni di volte più forte che non la forza di gravità tra i due.
Questo significa che negli acceleratori è difficilissimo vedere effetti di gravità, perchè sono debolissimi.
Anzi, finora nei calcoli di fisica delle alte energie la gravità non è nemmeno tenuta in conto, tanto sono trascurabili gli effetti.
E infatti si lavora con spazio-tempo piatto nei calcoli.

Quindi il gravitone finora non solo non è stato visto, ma ce lo si aspettava di non vederlo.

Per vedere effetti di gravità bisogna andare ad energie elevatissime: gli effetti gravitazionali dovrebbero essere paragonabili a quelli delle altre forze note solo una volta raggiunta la scala di Planck, una energia a dir poco fuori dalle nostre possibilità tecnologiche.

Aggiungo poi che il gravitone è una ipotesi teorica di una teoria perturbativa, cioè di una teoria in cui l'interazione gravitazionale possa essere descritta tramite dei termini "correttivi" da aggiungere allo spazio-tempo piatto.
Nulla lascia intendere che la gravità ammetta uno sviluppo perturbativo, nè che lo spazio-tempo piatto sia un buon punto di partenza a livello quantistico. Anzi, per quel che ne so oltre a non essere rinormalizzabile ha grossi problemi concettuali dietro, come le fluttuazioni quantistiche del vuoto.

Attualmente ci sono tre strade di ricerca "mainstream" sulla gravità:
1) Loop Quantum Gravity: approccio non perturbativo alla gravità, molto sofisticato matematicamente, molto promettente. Riesce ad ottenere una discretizzazione dello spazio-tempo, anche con una interpretazione evolutiva in qualche senso. E' però una teoria di sola gravità. Quando si prova ad aggiungere la materia che conosciamo sorgono grossi problemi, che sono ancora tutti da esplorare
2) Teoria delle Stringhe: approccio perturbativo, promettente teoria unificata. La gravità diventa una interazione come le altre, mediata dal gravitone. E' però in grossa crisi, visto che la teoria è talmente modificabile che sembra sfuggire a qualsiasi tentativo di falsificazione. Ha bisogno di nuovi input, di ridurre le possibilità al proprio interno. Insomma, di confrontarsi con la realtà.
3) Geometrie non commutative: approccio pragmatico. E' una teoria effettiva (secondo me), cioè non spiega in fondo le cose, semplicemente prova a dare un modello matematico che faccia tornare le cose.
Si presuppone uno spazio-tempo discreto, diciamo, e si prova a farci conti per cercare di rilevare effetti di gravità. Ovvio che in questo caso la gravità sarebbe una forza derivata proprio da questa discretizzazione.

Al di fuori del continuo spazio-temporale forse in spazio-tempo non continuo volevi dire...

[lowenz]

Originariamente inviato da quelarion

Il problema che sollevi è una specie di macigno

Direi proprio che è un problema.....PESANTE

[Indy4]

non ho mai capito se la gravità è un effetto dovuto all'elettromagnetismo.
Nell'elettromagnetismo due corpi si attraggono o respingono , nella gravità in teoria si attraggono e basta , ma guardando in macro pianeti si allontanano tra loro , per l'espansione dell'universo , la gravità bilancia l'espansione anzi si contrappone , infine forse le due forze elttromagnetismo e gravità sono legate , o magari sono la stessa cosa.

[:dissident:]

Originariamente inviato da quelarion

nè che lo spazio-tempo piatto sia un buon punto di partenza a livello quantistico. Anzi, per quel che ne so oltre a non essere rinormalizzabile ha grossi problemi concettuali dietro, come le fluttuazioni quantistiche del vuoto.

Però non c'è un'evidenza sperimentale dovuta alle immagini di wmap (nasa)?

[Siddhartha]

Originariamente inviato da quelarion

Il problema che sollevi è una specie di macigno

Ti rispondo in ordine inverso:
due particelle massive, anche a distanze enormi, interagiscono sempre tra loro gravitazionalmente, ma questo è qualcosa che ci si aspetta, considerando che anche l'interazione elettromagnetica è a lungo raggio.
Quindi in effetti anche due cariche sono sempre influenzate dalla interazione elettromagnetica.
Rimane poi da valutare quanto forte sia questa interazione.

E qui arriviamo ad uno dei problemi "sperimentali": la gravità è una forza debolissima rispetto a quella elettromagnetica a livello particellare.
Esempio: la forza elettromagnetica tra due protoni è milioni di volte più forte che non la forza di gravità tra i due.
Questo significa che negli acceleratori è difficilissimo vedere effetti di gravità, perchè sono debolissimi.
Anzi, finora nei calcoli di fisica delle alte energie la gravità non è nemmeno tenuta in conto, tanto sono trascurabili gli effetti.
E infatti si lavora con spazio-tempo piatto nei calcoli.

Quindi il gravitone finora non solo non è stato visto, ma ce lo si aspettava di non vederlo.

Per vedere effetti di gravità bisogna andare ad energie elevatissime: gli effetti gravitazionali dovrebbero essere paragonabili a quelli delle altre forze note solo una volta raggiunta la scala di Planck, una energia a dir poco fuori dalle nostre possibilità tecnologiche.

Aggiungo poi che il gravitone è una ipotesi teorica di una teoria perturbativa, cioè di una teoria in cui l'interazione gravitazionale possa essere descritta tramite dei termini "correttivi" da aggiungere allo spazio-tempo piatto.
Nulla lascia intendere che la gravità ammetta uno sviluppo perturbativo, nè che lo spazio-tempo piatto sia un buon punto di partenza a livello quantistico. Anzi, per quel che ne so oltre a non essere rinormalizzabile ha grossi problemi concettuali dietro, come le fluttuazioni quantistiche del vuoto.

Attualmente ci sono tre strade di ricerca "mainstream" sulla gravità:
1) Loop Quantum Gravity: approccio non perturbativo alla gravità, molto sofisticato matematicamente, molto promettente. Riesce ad ottenere una discretizzazione dello spazio-tempo, anche con una interpretazione evolutiva in qualche senso. E' però una teoria di sola gravità. Quando si prova ad aggiungere la materia che conosciamo sorgono grossi problemi, che sono ancora tutti da esplorare
2) Teoria delle Stringhe: approccio perturbativo, promettente teoria unificata. La gravità diventa una interazione come le altre, mediata dal gravitone. E' però in grossa crisi, visto che la teoria è talmente modificabile che sembra sfuggire a qualsiasi tentativo di falsificazione. Ha bisogno di nuovi input, di ridurre le possibilità al proprio interno. Insomma, di confrontarsi con la realtà.
3) Geometrie non commutative: approccio pragmatico. E' una teoria effettiva (secondo me), cioè non spiega in fondo le cose, semplicemente prova a dare un modello matematico che faccia tornare le cose.
Si presuppone uno spazio-tempo discreto, diciamo, e si prova a farci conti per cercare di rilevare effetti di gravità. Ovvio che in questo caso la gravità sarebbe una forza derivata proprio da questa discretizzazione.

Al di fuori del continuo spazio-temporale forse in spazio-tempo non continuo volevi dire...

bello il tuo intervento però, sinceramente....non ci ho capito nulla!
magari, se non ti dispiace e hai tempo, potresti cercare di spiegarlo anche ad una persona come me che di questi argomenti ne capisce poco ma ne è comunque affascinato?
grazie in anticipo!

[quelarion]

Originariamente inviato da Siddhartha

bello il tuo intervento però, sinceramente....non ci ho capito nulla!
magari, se non ti dispiace e hai tempo, potresti cercare di spiegarlo anche ad una persona come me che di questi argomenti ne capisce poco ma ne è comunque affascinato?
grazie in anticipo!

eh, ti capisco, ma spiegare certi concetti senza il loro linguaggio è veramente impossibile... magari se mi dicessi dove è che ti incarti sarebbe più facile!

[Siddhartha]

Originariamente inviato da quelarion

eh, ti capisco, ma spiegare certi concetti senza il loro linguaggio è veramente impossibile... magari se mi dicessi dove è che ti incarti sarebbe più facile!

eh....capisco! scusa se rompo le palle!

dunque

Per vedere effetti di gravità bisogna andare ad energie elevatissime: gli effetti gravitazionali dovrebbero essere paragonabili a quelli delle altre forze note solo una volta raggiunta la scala di Planck, una energia a dir poco fuori dalle nostre possibilità tecnologiche.

Aggiungo poi che il gravitone è una ipotesi teorica di una teoria perturbativa, cioè di una teoria in cui l'interazione gravitazionale possa essere descritta tramite dei termini "correttivi" da aggiungere allo spazio-tempo piatto.
Nulla lascia intendere che la gravità ammetta uno sviluppo perturbativo, nè che lo spazio-tempo piatto sia un buon punto di partenza a livello quantistico. Anzi, per quel che ne so oltre a non essere rinormalizzabile ha grossi problemi concettuali dietro, come le fluttuazioni quantistiche del vuoto.

questo passaggio è complicato!

[quelarion]

Originariamente inviato da Siddhartha

eh....capisco! scusa se rompo le palle!

dunque

questo passaggio è complicato!

tranquillo! è che spiegare tutto quanto per bene diventa un libro!

Allora... si può vedere facilmente che la forza di gravità in realtà è molto debole rispetto alle altre. Questo si vede direttamente se consideri la legge di Coulomb e la legge di Newton.
Queste sono identiche nella forma, ed hanno davanti due costanti. Una la costante dielettrica del vuoto, l'altra la costante di gravitazione universale.
Queste sono molto diverse in valore, e ciò fa sì che due carice di 1 coulomb a un metro di distanza esercitino tra di loro una forza infinitamente più grande di quanto non facciano due masse di 1 kg alla stessa distanza.

Questa differenza di intensità semplicemente si traduce nel fatto che se tu hai due masse di qualche kg cariche elettricamente, la forza di gravità diventa trascurabile rispetto a quella elettrostatica.

Il discorso è identico per le particelle in un acceleratore, l'unica differenza è che in questo caso devi considerare l'energia come fosse una massa.
Quindi se l'energia che raggiungi in un acceleratore non è abbastanza grande le forze che domininano sono le altre, e non vedrai gli effetti della gravità.
Bisogna quindi aumentare l'energia degli esperimenti.
Il problema è che la scala di energie a cui la gravità diventa così forte da essere paragonabile con le altre forze è altissima, qualcosa che potrebbe rimanere oltre le nostre possibilità.

Altra questione: teoria gravitazionale perturbativa.
Il punto di partenza è uno spazio vuoto e piatto. Poi si considera uno spazio vuoto ma appena appena curvato da una sorgente. Questa piccola curvatura è trasportata dai gravitoni, particelle che dovrebbero trasportare l'interazione gravitazionale. Se voglio curvare di più ci vogliono più gravitoni più energetici.
Il problema di questo approccio è che non è detto che lo spazio piatto e continuo sia il giusto punto di partenza.
Problemi tecnici poi vengono fuori quasi subito: facendo questi calcoli con termini correttivi è facile che vengano fuori degli infiniti. Cioè a livello matematico non torna un tubo. Succede anche con altre teorie, ma in alcuni casi si riesce a risolvere il problema, RINORMALIZZANDO la teoria. E' una questione matematica di grande rilevanza, ma difficile da spiegare non matematicamente
Altro problema concettuale: il vuoto in una teoria quantistica non è qualcosa di piatto e immobile, ma un ribollire di fluttuazioni di energia.
Ciò significa che a piccole scale lo spazio si contorce su sè stesso, si curva, sempre in movimento. Mano a mano che si va a dimensioni più piccole questo comportamento strano aumenta, nel caso della gravità, diventando ingestibile a livello matematico.

Spero di aver spiegato almeno un po' meglio

[Siddhartha]

ora è un po' più chiaro!
grazie

[ARAGORN II]

Forse non so neanche quello che dico, ma non riesco a capire una cosa.

Come fa un gravitone (che suppongo sia una "particella") a creare una curvatura, ovvero una deformazione dello spazio?

Io non ho mai studiato questo genere di cose, ma credevo che la "deformazione spaziale" (scusa il termine probabilmente osceno ) fosse dovuto alla sola presenza di una sorgente che modificava lo spazio circostante.

[lele980]

io invece dico un altra castroneria

ma bosone di higgs e gravitone (se esistono entrambi)

sono correlati tra loro?

ossia interagiscono nella gravita'

[quelarion]

Originariamente inviato da ARAGORN II

Forse non so neanche quello che dico, ma non riesco a capire una cosa.

Come fa un gravitone (che suppongo sia una "particella") a creare una curvatura, ovvero una deformazione dello spazio?

Io non ho mai studiato questo genere di cose, ma credevo che la "deformazione spaziale" (scusa il termine probabilmente osceno ) fosse dovuto alla sola presenza di una sorgente che modificava lo spazio circostante.

lo fa come lo fa qualsiasi massa o energia. Come lo fa la Terra ad esempio... come fa a farlo lo si vede facilmente prendendo le equazioni di Einstein.
Con "sorgente" di campo gravitazionale si intende qualsiasi forma di materia/energia in questo caso.

Originariamente inviato da lele980

io invece dico un altra castroneria

ma bosone di higgs e gravitone (se esistono entrambi)

sono correlati tra loro?

ossia interagiscono nella gravita'

sicuramente se l'Higgs esiste interagisce anche gravitazionalmente.
Che poi esista una qualche correlazione non ne ho la più pallida idea.

Come dicevo nell'altro thread, a me pare strano che l'Higgs possa esistere a prescindere da una teoria quantistica della gravità. Se l'Higgs c'è, il modello teorico che lo produce, secondo me, è una teoria effettiva che viene dalla vera teoria di quantum gravity.

[Zerk]

Da quello che so l'universo continua ad aumentare la sua entropia (si può dire?) la gravità è l'anello che richiude tutto il percorso. Serve per chiudere il ciclo, quando l'entropia sarà assoluta la gravità riporterà tutto allo stato primordiale. Chissà quanti miliardi di big bang ci sono stati.
Quindi secondo mè se non ci estinguiamo prima, sarà la gravità a farlo per noi.

Sorry se non son rimasto strettamente in ambito scientifico, ma le mie competenze non sono a quei livelli, però volevo dire la mia

[quelarion]

Originariamente inviato da Zerk

Da quello che so l'universo continua ad aumentare la sua entropia (si può dire?) la gravità è l'anello che richiude tutto il percorso. Serve per chiudere il ciclo, quando l'entropia sarà assoluta la gravità riporterà tutto allo stato primordiale. Chissà quanti miliardi di big bang ci sono stati.
Quindi secondo mè se non ci estinguiamo prima, sarà la gravità a farlo per noi.

Sorry se non son rimasto strettamente in ambito scientifico, ma le mie competenze non sono a quei livelli, però volevo dire la mia

Si è vero che l'entropia è una grandezza che non decresce mai, non a caso nella mia tesi di laurea legavamo l'entropia di un fluido al concetto di tempo, ma questo non significa che la gravità debba "chiudere il ciclo".
L'universo attualmente è in espansione. Le nostre conoscenze attuali non ci permettono di dire con certezza se l'universo arrivato ad un certo punto smetterà di espandersi e si contrarrà fino ad un big crunch o se raggiungerà uno stato di equilibrio fino a raffreddarsi e morire così.

[GUSTAV]<]

ma l'antimateria genera antigravità ?

[GUSTAV]<]

A proposito di gravità, dove posso trovare un programma che mi disegna le
traiettorie di una massa lanciata in un sistema di 3 sorgenti gravitazionali ?
magari pure 3d

[D4rkAng3l]

ma qualcuno se lo ricorda tale Gravis che postò le sue teorie strampalate sulla gravità su questo forum?

[FlatEric]

Originariamente inviato da D4rkAng3l

ma qualcuno se lo ricorda tale Gravis che postò le sue teorie strampalate sulla gravità su questo forum?

Purtroppo sì, menomale che non ha più avuto l'ardore di venire qui a propinare certe cose...

[D4rkAng3l]

Originariamente inviato da FlatEric

Purtroppo sì, menomale che non ha più avuto l'ardore di venire qui a propinare certe cose...