Più veloci della luce

[Vincenzo Zappalà]

Come forse molti sanno, esistono dei fenomeni nell'Universo in cui sembra che si possa superare la velocità della luce e anche di molto. Non sono però legati ai neutrini ingiustamente promossi e poi rimandati a settembre (e forse definitivamente bocciati). Si tratta dei getti relativistici osservati in molte galassie attive. In questo caso, però, è solo un fenomeno prospettico....
leggi tutto... (http://www.astronomia.com/2012/09/08/piu-veloci-della-luce-2/)

[Antonio C.]

Direi che il concetto generale è spiegato bene e almeno per me è abbastanza chiaro, l'unico dubbio che mi rimane è che nella figura 2 l'oggetto al tempo t2 si trova più vicino all'osservatore rispetto alla posizione al tempo t1, ma se l'universo si espande non dovrebbe risultare più lontano?

[Vincenzo Zappalà]

Direi che il concetto generale è spiegato bene e almeno per me è abbastanza chiaro, l'unico dubbio che mi rimane è che nella figura 2 l'oggetto al tempo t2 si trova più vicino all'osservatore rispetto alla posizione al tempo t1, ma se l'universo si espande non dovrebbe risultare più lontano?

caro Antonio,
non confondiamo pomodori con arance... L'espansione dell'universo avviene su larga scala e tutti ne sono influenzati. ma si rende evidente solo per distazne enormi. Qui stiamo parlando di getti e di distanze estremamente piccole, ossia di movimenti propri nello spazio. Anche la Luna si avvicina alla Terra e anche un tuo amico per strada. però non pensi all'espansione dell'Universo che dovrebbe allontanarvi sempre di più. I movimenti tra oggetti celesti (pianeti, stelle, galassie, ammassi di gallasie) continuano ad esistere in tutte le direzioni dello spazio. E' poi lo spazio che si allarga sempre più, ma non influisce più di tanto sui movimenti.
locali... Anche Andromeda si scontrerà con la Terra, ma esse sono così vicine che questo movimento non viene influenzato dall'espansione dello spazio.

Penso che ti farebbe bene una lettura del libro, proprio per comprendere bene le differenze e le relazioni tra i moti del teatro del Cosmo...

[Antonio C.]

caro Antonio,
non confondiamo pomodori con arance... L'espansione dell'universo avviene su larga scala e tutti ne sono influenzati. ma si rende evidente solo per distazne enormi. Qui stiamo parlando di getti e di distanze estremamente piccole, ossia di movimenti propri nello spazio. Anche la Luna si avvicina alla Terra e anche un tuo amico per strada. però non pensi all'espansione dell'Universo che dovrebbe allontanarvi sempre di più. I movimenti tra oggetti celesti (pianeti, stelle, galassie, ammassi di gallasie) continuano ad esistere in tutte le direzioni dello spazio. E' poi lo spazio che si allarga sempre più, ma non influisce più di tanto sui movimenti.
locali... Anche Andromeda si scontrerà con la Terra, ma esse sono così vicine che questo movimento non viene influenzato dall'espansione dello spazio.

Penso che ti farebbe bene una lettura del libro, proprio per comprendere bene le differenze e le relazioni tra i moti del teatro del Cosmo...


Va bene è tutto chiaro, questa differenza nei movimenti reciproci che hai spiegato la conoscevo, avevo interpretato male il "miliardi di anni" sulla figura, avevo pensato a un ordine di grandezza più alto rispetto a quello che in realtà è, quindi ho partorito questa domanda un po' stupida nel senso che ragionandoci meglio avrei potuto evitarla, grazie comunque per il chiarimento.

[Andrea I.]

Grazie per l'articolo Enzo.
Beh, gia il fatto che possiamo vederlo dovrebbe essere un chiaro indizio che qualcosa non quadra....quello che mi fa impressione é l'immaginare che razza di energia sia necessaria per muovere della materia(si sa che particelle sono?) a tali velocità:shock:...darei un braccio per sapere quali reazioni si susseguono all'interno di questi getti! E' mai stato studiato che effetti possano scatenare a livello di campi gravitazionali?

[bertupg]

In effetti sembra quasi paradossale, visto che nella vita di tutti i giorni succede praticamente l'esatto opposto! (Osservando un oggetto in movimento "di sbieco" appare muoversi più lentamente che nella realtà).

Per comprenderlo appieno ho dovuto figurarmi dove si trovino al tempo t2 i "raggi lumnosi" partiti in t1 nella prima figura e in t0 nella seconda.
A quel punto diventa immediatamente chiaro, anche "a occhio", che la differenza t2'-t1' nella seconda figura è inferiore rispetto alla prima!;)

[luigino]

Bella spiegazione! Il getto relativistico che proviene dal grande buco nero distante miliardi di anni luce è un fenomeno a dir poco impressionante, mi immagino lo stupore degli astronomi che per primi hanno osservato con gli strumenti questi fenomeni. La velocità del getto nella figura 2, appare più veloce della luce all'osservatore perché il tratto che percorre è assai più lungo anche se in prospettiva appare lungo uguale al getto della figura 1. In pratica nella figura 2 corrisponde all'ipotenusa di un triangolo rettangolo, mentre il getto nella figura 1 è soltanto un cateto. Le diverse distanze appaiono percorse nello stesso tempo per effetto della prospettiva, quindi la velocità nella figura 1 è reale, quella nella figura 2 superiore a quella della luce è soltanto prospettica, non reale. Mi scuso per le molte parole con cui ha cercato di spiegarmi.

[Odoacre]

in effetti é controintuitivo pensare che al diminuire dell'angolo a la velocitá (apparente) aumenti, ma se si tiene a mente che la velocitá della luce é costante e che quindi i tempi in cui ci giungono le informazioni di S1 e S2 sono relativi, allora diventa chiaro. o almeno abbastanza :-).

mi sorge peró una domanda: mi pare di aver capito che di questi getti non si conosce l'inclinazione rispetto alla nostra visuale, se siano trasversali o perpendicolari e via dicendo. ma non sarebbe possibile scoprirlo andando a misurare i rispettivi redschift nei punti S1 e S2 per confrontarli e vedere se uno si allontana piú velocemente dell'altro? é forse perché la scala del fenomeno é troppo piccola?

grazie

[Vincenzo Zappalà]

in effetti é controintuitivo pensare che al diminuire dell'angolo a la velocitá (apparente) aumenti, ma se si tiene a mente che la velocitá della luce é costante e che quindi i tempi in cui ci giungono le informazioni di S1 e S2 sono relativi, allora diventa chiaro. o almeno abbastanza :-).

mi sorge peró una domanda: mi pare di aver capito che di questi getti non si conosce l'inclinazione rispetto alla nostra visuale, se siano trasversali o perpendicolari e via dicendo. ma non sarebbe possibile scoprirlo andando a misurare i rispettivi redschift nei punti S1 e S2 per confrontarli e vedere se uno si allontana piú velocemente dell'altro? é forse perché la scala del fenomeno é troppo piccola?

grazie

in realtà è vero. la variaazione come redshift è troppo piccola. Tuttavia vale l'effetto doppler ed infatti spesso si sa benissimo dove stanno andando. Resta però il fatto che la prima apparenza è quella della velocità superiore all luce. Ormai è un fenomeno ben conosciuto, ma che all'inizio aveva creato parecchi problemi...

[SagittariusA*]

Il moto proprio di sorgente e osservatore e' trascurabile come lo e' l'espansione dell'universo?
Quello che intendo dire e' che nel momento t1 la distanza tra sorgente e osservatore e' ad esempio k1 (chiamiamola cosi'). Quando eseguo pero' la misurazione nel momento t2 la distanza tra sorgente e osservatore sara' invece k2 (che presumo sara' maggiore di k1 in quanto si parla di oggetti lontanissimi) quindi la distanza d misurata in t2 andrebbe corretta di un valore k2 - k1 giusto?
Questo valore k2 - k1 e' trascurabile?

[Vincenzo Zappalà]

Il moto proprio di sorgente e osservatore e' trascurabile come lo e' l'espansione dell'universo?
Quello che intendo dire e' che nel momento t1 la distanza tra sorgente e osservatore e' ad esempio k1 (chiamiamola cosi'). Quando eseguo pero' la misurazione nel momento t2 la distanza tra sorgente e osservatore sara' invece k2 (che presumo sara' maggiore di k1 in quanto si parla di oggetti lontanissimi) quindi la distanza d misurata in t2 andrebbe corretta di un valore k2 - k1 giusto?
Questo valore k2 - k1 e' trascurabile?

d'accordo che è trscurabile l'espansione nel tempo considerato. Ma, se ho capito bene quello che dici, la differenza di posizione relativa k1-k2 è proprio quella che genera l'apparente velocità superiore a quella della luce. Inoltre perchè dice che k2 deve essere più grande di k1 se abbiamo trscurato gli effetti di espansione dello spazio? può essre sia più vicina che più lontana, ma a noi interessa che sia più vicina per avere l'efetto superluminale. Dato che k1 è maggiore di k2, la luce proveniente da k1 impiega più tempo per arrivare fino a noi rispetto a quella di k2. Ne consegue che (NON SAPENDOLO) noi misuriamo un intervallo di tempo t2-t1 che è minore di quello reale. Ossia la luce è partita da k1 prima di quanto assumiamo e quindi la differenza dei tempi osservati sembra più breve del reale. Essendo la distanza tra le due immagine sempre la stessa (APPARENTEMENTE) ottengo una velocità (spazio/tempo) APPARENTE maggiore del reale. Tutto dipende dal fatto che non possiamo sapere che l'intervallo di tempo misurato tra le due immagini è in realtà più lungo di quello osservato. Ciò è proprio dovuto all'avvicinamento (non misurabile) da k1 a k2. Se sapessi la direzione del movimento in senso radiale potrei correggere il tempo t1 del percorso più lungo che ha dovuto fare e otterrei giustamente un valore della velocità minore di quello della luce. Cerca di guardare bene la figura e capire come il tempo osservato sia minore di quello reale passato durante il movimento del getto.

Temo che tu faccia lo stesso errore che faceva Danilo. Non dovete cercare di capire che la velocià è realmente più veloce della luce, ma solo che è un'apparenza dovuta alla prospettiva della situazione reale che non conosco.

[SagittariusA*]

Caro Enzo, avevo interpretato male la figura considerando S1 e S2 lo spostamento della sorgente rispetto all'osservatore e non semplicemente lo spostamento del nodo di luce. Per questo parlavo di distanza k2>k1.
Scusa se ti ho fatto perdere tempo, adesso ho capito. Grazie sei sempre molto disponibile nelle tue risposte e nel fornire chiarimenti

[Gaetano M.]

Caro Enzo,
hai parlato di formule molto complicate (come sempre purtroppo :biggrin:)! Una curiosità se puoi: il tempo proprio del getto è influente per la comprensione del fenomeno o si può solo tener conto del nostro tempo:confused:

[Vincenzo Zappalà]

Caro Enzo,
hai parlato di formule molto complicate (come sempre purtroppo :biggrin:)! Una curiosità se puoi: il tempo proprio del getto è influente per la comprensione del fenomeno o si può solo tener conto del nostro tempo:confused:

guarda che l'articolo non fa uso di formule complicate, ma solo di un po' di geometria elementare. Non ho nemmeno usato la trigonometria piana. La soluzione si trova guardando soltanto la figura e seguendo il ragionamento... Un po' di sforzo e chiunque ci può riuscire. E non vi è bisogno di introdurre strani "tempi". Il tempo è uno e uno solo in questa rappresentazione: è solo una questione di prospettiva e di ciò che osserviamo senza sapere come vanno le cose veramente. Insomma, l'apparenza inganna, ma la soluzione è semplicissima e porta al risultato aspettato, ossia che la velocità è inferiore a quella della luce. Prtova a rileggere attentamente e, nel caso, cercherò di spiegare ancora meglio (difficile però...). ;)

E non ti fare sviare da commenti e domande fatte sul forum. La cosa è molto più semplice di quanto tu stesso creda...

[Gaetano M.]

Enzo, non è detto che ce la faccia a spiegarmi, ci provo!
Il tratto S1 S2 viene percorso dal getto a velocità leggermente inferiore a "c", il cateto viene percorso dal segnale luminoso a velocità "c", pare quindi che il segnale guadagni un pò di tempo rispetto al getto (rispetto alla situazione col getto parallelo); per questo ho pensato che il tempo proprio del getto fosse una possibile spiegazione :biggrin:. Le formule difficili non sono quelle riportate, mi riferivo a quelle che hai citate :whistling:

[Vincenzo Zappalà]

Enzo, non è detto che ce la faccia a spiegarmi, ci provo!
Il tratto S1 S2 viene percorso dal getto a velocità leggermente inferiore a "c", il cateto viene percorso dal segnale luminoso a velocità "c", pare quindi che il segnale guadagni un pò di tempo rispetto al getto (rispetto alla situazione col getto parallelo); per questo ho pensato che il tempo proprio del getto fosse una possibile spiegazione :biggrin:. Le formule difficili non sono quelle riportate, mi riferivo a quelle che hai citate :whistling:

ci provo... (l'ho già spiegato nel forum...).

Quello che noi vediamo da terra è lo spostamento tra S1 e S2 proiettati sulla sfera celeste (immaginiamo di non fare misure spettroscopiche di effetto doppler), come il primo caso illustrato, in cui quella era veramente la situazione reale. La distanza S1S2 rimane quindi sempre lo stessa, in entrambi i casi (ripeto, non sappiamo che S2 viene verso di noi). Nel primo caso la luce partiva da S1 al tempo t1 e da S2 al tempo t2. Essendo la distanza da noi la stessa e la differenza dei tempi di arrivo uguale alla differenza tra quelli di partenza, la velocità si calcolava come S1S2/(t2-t1) ed era quella vera, inferiore a quella della luce, anche se di poco.
Nel secondo caso, consideriamo, ad esempio, che il tempo t2 resti lo stesso. Cosa capita, invece, a t1 di S1? La luce parta più lontana di quanto non faccia da S2 e quindi il tempo t1 in cui la vedremo è relativo a un tragitto maggiore (proprio di una quantità uguale al cateto). Ne risulterà che t1 osservato da noi sarà in ritardo rispetto al caso precedente. Il che vuole anche dire che t2-t1 sarà PIU' PICCOLO del caso precedente. Ma allora v = S1S2/(t2-t1), dove, essendo t2-t1 più piccolo del caso precedente e S1S2 sempre uguale, si ha che la velocità sembra aumentare e magari superare la velocità della luce. Ma è solo un'apparenza in quanto non abbiamo tenuto conto del fatto che il percorso non è stato S2S1 proiettato sulla sfera celeste, ma più lungo (verso di noi).
Di più non posso....:shock:

[Lampo]

Ammetto di averlo letto un paio di volte ma ora mi è chiaro. Il problema sta nelle velocità paragonabili. Se il getto viaggiasse a velocità molto inferiori di quelle della luce, il tempo impiegato dai fotoni per percorrere il cateto verticale del triangolo di figura 2 sarebbe trascurabile rispetto al tempo t2 - t1, quindi t2' - t1' sarebbe praticAmente uguale a t2 - t1...invece essendo le velocità paragonabili il tempo che noi rileviamo da qui è di molto inferiore di quello reale, come se i fotoni che partono da s2 in t2 si vedessero i fotoni che erano partiti in t1 lì al loro fianco (affianco nel disegno di fig. 2 ovviamente...) poco più avanti, come se fossero partiti poco prima! E invece...

Mi verrebbe in mente una bella animazioncina da fare con qualche programma che renderebbe il tutto molto chiaro...

[Vincenzo Zappalà]

Ammetto di averlo letto un paio di volte ma ora mi è chiaro. Il problema sta nelle velocità paragonabili. Se il getto viaggiasse a velocità molto inferiori di quelle della luce, il tempo impiegato dai fotoni per percorrere il cateto verticale del triangolo di figura 2 sarebbe trascurabile rispetto al tempo t2 - t1, quindi t2' - t1' sarebbe praticAmente uguale a t2 - t1...invece essendo le velocità paragonabili il tempo che noi rileviamo da qui è di molto inferiore di quello reale, come se i fotoni che partono da s2 in t2 si vedessero i fotoni che erano partiti in t1 lì al loro fianco (affianco nel disegno di fig. 2 ovviamente...) poco più avanti, come se fossero partiti poco prima! E invece...

Mi verrebbe in mente una bella animazioncina da fare con qualche programma che renderebbe il tutto molto chiaro...

parli come un libro stampato!!!!!;)

[Lampo]

parli come un libro stampato!!!!!;)

Ahaha...ma valà...! :)

[Gaetano M.]

ci provo... (l'ho già spiegato nel forum...).

Quello che noi vediamo da terra è lo spostamento tra S1 e S2 proiettati sulla sfera celeste (immaginiamo di non fare misure spettroscopiche di effetto doppler), come il primo caso illustrato, in cui quella era veramente la situazione reale. La distanza S1S2 rimane quindi sempre lo stessa, in entrambi i casi (ripeto, non sappiamo che S2 viene verso di noi). Nel primo caso la luce partiva da S1 al tempo t1 e da S2 al tempo t2. Essendo la distanza da noi la stessa e la differenza dei tempi di arrivo uguale alla differenza tra quelli di partenza, la velocità si calcolava come S1S2/(t2-t1) ed era quella vera, inferiore a quella della luce, anche se di poco.
Nel secondo caso, consideriamo, ad esempio, che il tempo t2 resti lo stesso. Cosa capita, invece, a t1 di S1? La luce parta più lontana di quanto non faccia da S2 e quindi il tempo t1 in cui la vedremo è relativo a un tragitto maggiore (proprio di una quantità uguale al cateto). Ne risulterà che t1 osservato da noi sarà in ritardo rispetto al caso precedente. Il che vuole anche dire che t2-t1 sarà PIU' PICCOLO del caso precedente. Ma allora v = S1S2/(t2-t1), dove, essendo t2-t1 più piccolo del caso precedente e S1S2 sempre uguale, si ha che la velocità sembra aumentare e magari superare la velocità della luce. Ma è solo un'apparenza in quanto non abbiamo tenuto conto del fatto che il percorso non è stato S2S1 proiettato sulla sfera celeste, ma più lungo (verso di noi).
Di più non posso....:shock:

Ho riflettuto un sacco :biggrin: e secondo me funziona solo con l'angolo in "A" superiore a 90°, (meglio molto superiore 160-170°). Nell'esempio disegnato, con s2 più vicino all'osservatore di s1, l'effetto ottenuto è un rallentamento apparente del getto, proprio perchè il segnale (a velocità "c") guadagna sulla velocità del getto leggermente più lento. Mentre con s2 più lontano rispetto all'osservatore si otterrebbe l'effetto di una accellerazione apparente fino a superare la velocità "c" per un angolo molto superiore a 90°.
Ciao e sempre riconoscente per la disponibilità :angel:

[Lampo]

Ho riflettuto un sacco :biggrin: e secondo me funziona solo con l'angolo in "A" superiore a 90°, (meglio molto superiore 160-170°). Nell'esempio disegnato, con s2 più vicino all'osservatore di s1, l'effetto ottenuto è un rallentamento apparente del getto, proprio perchè il segnale (a velocità "c") guadagna sulla velocità del getto leggermente più lento. Mentre con s2 più lontano rispetto all'osservatore si otterrebbe l'effetto di una accellerazione apparente fino a superare la velocità "c" per un angolo molto superiore a 90°.
Ciao e sempre riconoscente per la disponibilità :angel:

No Gaetano, riflettici ancora meglio e vedrai che funziona proprio nella configurazione di Fig 2, con angolo < 90 gradi. Il segnale partito da S1 arriverà sulla terra "poco" prima di quello partito da S2, quindi l'intervallo di tempo rilevato sarà minkre di quello reale e quindi la velocità apparente maggiore. Per angoli superiori a 90 questo effetto non c'è più...

[Vincenzo Zappalà]

No Gaetano, riflettici ancora meglio e vedrai che funziona proprio nella configurazione di Fig 2, con angolo < 90 gradi. Il segnale partito da S1 arriverà sulla terra "poco" prima di quello partito da S2, quindi l'intervallo di tempo rilevato sarà minkre di quello reale e quindi la velocità apparente maggiore. Per angoli superiori a 90 questo effetto non c'è più...

Grazie Lampo! Eh sì... l'ho sempre detto che tu sei il miglior assistente che si possa avere. E poi sei anche giovanissimo... l'Astronomia è in buone mani (Red è ormai un vecchione...:biggrin:)

[Red Hanuman]

Grazie Lampo! Eh sì... l'ho sempre detto che tu sei il miglior assistente che si possa avere. E poi sei anche giovanissimo... l'Astronomia è in buone mani (Red è ormai un vecchione...:biggrin:)
Ehi! Non offendiamo.....:razz: Guarda che mi licenzio! :biggrin:

[Lampo]

Grazie Lampo! Eh sì... l'ho sempre detto che tu sei il miglior assistente che si possa avere. E poi sei anche giovanissimo... l'Astronomia è in buone mani (Red è ormai un vecchione...:biggrin:)

:oops: Troppo buono...!

[Vincenzo Zappalà]

Ehi! Non offendiamo.....:razz: Guarda che mi licenzio! :biggrin:

Red... cerca di capirmi... dobbiamo tenerci buoni i giovani e poi -soprattutto- Mariana che deve dirigere la festa messicana!!!!;)

[Gaetano M.]

No Gaetano, riflettici ancora meglio e vedrai che funziona proprio nella configurazione di Fig 2, con angolo < 90 gradi. Il segnale partito da S1 arriverà sulla terra "poco" prima di quello partito da S2, quindi l'intervallo di tempo rilevato sarà minkre di quello reale e quindi la velocità apparente maggiore. Per angoli superiori a 90 questo effetto non c'è più...

Ho capito :oops:
Grazie a tutti

[Red Hanuman]

Red... cerca di capirmi... dobbiamo tenerci buoni i giovani e poi -soprattutto- Mariana che deve dirigere la festa messicana!!!!
I giovani? E io che sono, Matusalemme? :razz: Ma guarda questo.... Appena 10 anni di differenza, e mi cataloga già tra i vecchi.... :twisted:
Va bé.... Solo per Mariana, accetto l'epiteto.....:biggrin:

[FulvioTiger]

in realtà è vero. la variaazione come redshift è troppo piccola. Tuttavia vale l'effetto doppler ed infatti spesso si sa benissimo dove stanno andando. Resta però il fatto che la prima apparenza è quella della velocità superiore all luce. Ormai è un fenomeno ben conosciuto, ma che all'inizio aveva creato parecchi problemi...

Salve. Sono nuovo di questo forum e vi saluto tutti.
Io vorrei porre la domanda in termini leggermente diversi.
Penso, infatti, che grazie all'effetto Doppler luministico noi dovremmo essere in grado di stabilire la velocità relativa alla terra dell'oggetto osservato, per cui, nel caso di specie, dovremmo essere in grado di determinare con esattezza la lunghezza del cateto maggiore.
Quindi, avendo i due cateti, potremmo calcolare agevolmente la lunghezza dell'ipotenusa.
Ringrazio per l'attenzione.

[Red Hanuman]

Benvenuto, FulvioTiger! ;) Sarebbe molto gradita una presentazione nell'apposita sezione...:whistling:

Tornando all'articolo, anche se non l'ha detto esplicitamente Enzo, di fatto la misura tramite l'effetto Doppler (non legato all'espansione dell'universo, in questo caso) dà l'esatta dimensione dell'ipotenusa, e quindi della distanza effettivamente percorsa. Il calcolo,poi, dà ovviamente una velocità inferiore a quella della luce... :sneaky:

[Antonio86]

Grazie...bell'articolo...

[FulvioTiger]

Benvenuto, FulvioTiger! ;) Sarebbe molto gradita una presentazione nell'apposita sezione...:whistling:

Tornando all'articolo, anche se non l'ha detto esplicitamente Enzo, di fatto la misura tramite l'effetto Doppler (non legato all'espansione dell'universo, in questo caso) dà l'esatta dimensione dell'ipotenusa, e quindi della distanza effettivamente percorsa. Il calcolo,poi, dà ovviamente una velocità inferiore a quella della luce... :sneaky:

Grazie mille per la risposta.
Provvederò alla presentazione appena capirò dov'è la sezione....
Tornando al Doppler, io avevo inteso che vi fosse stata l'osservazione del moto con i valori apparenti di velocità maggiore di c e che, quindi, fosse stata elaborata la teoria che ne giustificasse la compatibilità con la relatività ristretta.
Se, invece, è stata rilevata la velocità grazie al Doppler, tutto si fa più semplice.
Grazie ancora.

[etruscastro]

http://www.astronomia.com/forum/forumdisplay.php?29-Mi-presento