Effetti Relativistici in Astrofisica

In questo elaborato saranno analizzati i fenomeni astrofisici in cui la teoria della relatività ha un ruolo fondamentale. Inizialmente verranno fornite le basi della relatività ristretta partendo dalle prime teorie dell'Ottocento per spiegare le discrepanze tra la realtività galileiana e le leggi di Maxwell giungendo alle fondamentali trasformazioni di Lorentz e all'equazione del legame tra massa ed energia. Una volta definite le proprietà di base, saranno trattati gli eventi astrofisici legati alla cinematica relativistica ovvero l'aberrazione e l'effetto Doppler. Successivamente si passerà alla sezione sull'emissione di radiazione: dapprima sarà spiegato come una particella carica emetta radiazione, per poi passare al caso dell'emissione di una particella relativistica ed al fenomeno del beaming realtivistico. Il beaming sarà alla base della descrizione della radiazione di sincrotrone che sarà trattata nei suoi elementi fondanti. In seguito si passerà allo scattering inverse Compton e a come questi due processi di radiazione interagiscano tra loro ed in quali casi ha luogo la cosiddetta catastrofe Compton. Questo fenomeno fungerà da base per la trattazione dei getti di materia espulsi dagli AGN, in cui la catastrofe Compton apparentemente dovrebbe avvenire ma non viene osservata: si vedrà come la spiegazione risieda nel fenomeno dei moti superluminali degli stessi getti di materia. Nella sezione finale dell'elaborato saranno descritti i problemi che portarono Albert Einstein alla pubblicazione della teoria della relatività generale, di cui saranno forniti brevemente gli elementi fondamentali che saranno propedeutici alla descrizione dell'interessante lensing gravitazionale e dei suoi utilizzi in astrofisica.