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Trascinamento dell'inquadratura (effetto Lense-Thirring)

1918
  • Josef Lense
  • Hans Thirring
Esperimento di laboratorio con giroscopio che dimostra il trascinamento del sistema di riferimento nella relatività.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

La teoria della relatività generale prevede che un oggetto massiccio in rotazione trascini con sé il tessuto dello spaziotempo, un fenomeno noto come trascinamento del sistema di riferimento o effetto Lense-Thirring. Ciò significa che un giroscopio in orbita attorno al corpo rotante subirà una precessione, non a causa di una coppia applicata, ma perché lo spaziotempo stesso viene distorto dalla rotazione del corpo.

L'effetto Lense-Thirring è una sottile conseguenza delle equazioni di campo di Einstein quando applicate a una massa rotante. Mentre una massa non rotante curva lo spaziotempo staticamente (come descritto dalla metrica di Schwarzschild), una massa rotante introduce una "torsione" nello spaziotempo. Questo è analogo a una palla che ruota in un fluido viscoso come il miele; il fluido vicino alla palla viene trascinato dalla sua rotazione. Nel trascinamento del sistema di riferimento, è lo spaziotempo stesso a essere trascinato. L'effetto è estremamente debole. Per la Terra, la precessione prevista di un giroscopio in orbita polare è di soli 42 millisecondi d'arco all'anno.

The most definitive confirmation came from the Gravity Probe B (GP-B) satellite mission, launched in 2004. GP-B used four ultra-precise gyroscopes in a polar orbit. After years of data analysis, the science team announced in 2011 that they had measured the frame-dragging effect to within 19% of the value predicted by general relativity. The effect is much more pronounced near rapidly rotating, extremely massive objects like black holes and neutron stars. Frame-dragging plays a crucial role in the astrofisica of these objects, influencing the behavior of accretion disks and potentially providing a mechanism for launching powerful relativistic jets from the poles of active galactic nuclei.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Relatività

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Equazioni di campo di Einstein
  • Il principio di Mach (come influenza concettuale)
  • Concetto di momento angolare e rotazione nella meccanica classica

Applicazioni

  • testare una previsione fondamentale della relatività generale con satelliti come la sonda gravitazionale B
  • misurare lo spin dei buchi neri
  • comprendere la dinamica dei dischi di accrescimento attorno a oggetti massicci
  • fornire misurazioni di alta precisione del campo gravitazionale terrestre

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • a propulsion system for spacecraft that ‘surfs’ on the dragged spacetime of a rotating body
  • estrazione di energia dai buchi neri rotanti sfruttando l'ergosfera creata dal frame-dragging
  • un sistema di navigazione per lo spazio profondo basato sulla mappatura dei campi di trascinamento dei fotogrammi dei corpi celesti
  • utilizzando il frame-dragging per stabilizzare le orbite dei satelliti senza propellente
  • un metodo per misurare la rotazione interna di stelle e pianeti
  • creazione di campi artificiali di trascinamento dei frame in un laboratorio per studiare le dinamiche dello spaziotempo
  • un dispositivo di comunicazione che utilizza torsioni modulate dello spaziotempo
  • un metodo per alterare il momento angolare degli asteroidi per la difesa planetaria
Correlato a: trascinamento del frame, effetto di torsione dell'obiettivo, relatività generale, spaziotempo, sonda gravitazionale b, giroscopio, buco nero rotazione, rotazione.

Contesto storico

Trascinamento dell'inquadratura (effetto Lense-Thirring)

1915
1915-11
1916
1918
1919-05-29
1920
1920
1913
1915
1916
1917
1918
1920
1920
1921

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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