SIMULAZIONI
RELATIVITÀ GENERALE
Albert Einstein, con la sua teoria della relatività generale, dice che, attorno ad ogni oggetto materiale lo spazio-tempo si deforma curvandosi intorno a se. Facciamo un esempio, considerando uno spazio a due dimensioni: quello di un telo teso ai suoi estremi Senza oggetti materiali sulla sua superficie il telo è perfettamente piano (su di esso si dice che è valida la geometria euclidea). Poggiando sullo stesso telo un oggetto quale per esempio, una palla pesante, esso si curva, il telo non è più perfettamente piano (in questo caso si dice che sono valide le geometrie non-euclidee).
Questo esempio in due dimensioni ci fa intuire come agisce la gravità nello nostro spazio tridimensionale; la curvatura dello spazio determina il moto dei pianeti attorno al nostro Sole (esso con la sua enorme massa determina intorno a sé questa deformazione entro la quale si muovono tutti gli oggetti del Sistema Solare compreso il nostro pianeta).
Ma la relatività generale ci spiega anche che se dovessimo comprimere l’oggetto che determina la curvatura del foglio, mantenendo uguale la sua massa o viceversa, se in uno stesso volume di spazio dovessimo aggiungere della massa, il foglio si curva in una zona più ristretta, con la profondità della deformazione che aumenta.
Se il rapporto M/d ≥ 6.75e+26 (cioè 675000000000000000000000000), dove M è la massa in Kg e d è il diametro in m, il campo gravitazionale diventa così intenso che la luce emessa viene piegata all’interno e non può evadere, si forma cosi un buco nero. Attorno alla posizione occupata una volta dalla stella viene a crearsi una zona di non-ritorno, chiamata orizzonte degli eventi, dalla quale nulla può uscire.
Nella simulazione si ipotizza l’esistenza di una stella simile al Sole (massa di 2e+30 Kg = 2000000000000000000000000000000 Kg), massa che viene concentrata in uno spazio di diametro fissato pari a 6 Km (6000 m); inserendo un valore di massa crescente si noterà come cambia la curvatura. Con il valore di 2e+30 Kg, l’astro si trasforma in un buco nero con la deformazione assimilabile nella grafica ad una buca che si crea al di sotto dell’astro.
NOTA: utilizzando la freccia “su” e “giu” della tastiera del computer, si aumenta e si diminuisce la scala (può essere utilizzata anche la rotellina del mouse);
COLLISIONI GALATTICHE
La simulazione permette di visualizzare le diverse tipologie e forme delle galassie esistenti nell’Universo; la causa è dovuta all’interazione gravitazionale delle stesse. In particolare, cliccando su “info” è possibile conoscere i parametri fisici della galassia secondaria che interagendo con la galassia principale, ne determina l’evoluzione del sistema dando forma alla galassia di una certa tipologia. Sono date per es. le immagini di 3 tipi di galassie che è possibile riprodurre.
1. Galassia tipo M51
2. Galassia tipo ad anello
3. Galassia tipo a spirale
Quindi inserendo i parametri indicati la simulazione fornisce la forma del sistema finale dopo un certo tempo indicato in unità di milioni di anni. In basso, vengono date informazioni su come simulare.
• Tasto START : per avviare la simulazione.
• Tasto PAUSE : per mettere in pausa.
• Tasto RESUME : per riprendere la simulazione.
• Tasto RESET : per riavviare la simulazione (inserendo altri parametri è necessario prima cambiarli e poi premere RESET).
• Tasto STOP-CPU : per arrestare l’esecuzione del programma (premendo il tasto PAUSE il programma è comunque ancora in esecuzione, quindi è possibile cambiare la prospettiva).
• Tasto RUN-CPU : per riavviare l’esecuzione del programma.
• Tasto INFO : per avere informazioni sui parametri da inserire per la tipologia di galassia che si vuole riprodurre.
NOTE :
• Cliccando sul riquadro “Hide input Parameters” viene nascosto il box dei parametri di input della galassia intrusa;
• Cliccando sul riquadro giallo del tempo, si nasconde nascondo la pulsantiera;
• I parametri di input comprendono le posizioni, velocità, massa e step temporale;
• Utilizzando la freccia “su” e “giu” della tastiera del computer, si aumenta e si diminuisce la scala (può essere utilizzata anche la rotellina del mouse);
• Per cambiare prospettiva, occorre tenere premuto il tasto sinistro del mouse oppure del touchpad e scorrere il mouse o muovere il dito sul touch nel caso del computer portatile;
• Per spostare la simulazione al centro dello schermo, tenere premuto il tasto destro del mouse oppure il tasto destro del touchpad e scorrere il mouse o il dito sul touch per avere l’effetto desiderato.