Effetti Relativistici in Astrofisica

Agli inizi del XX secolo i fisici erano riusciti a dare una spiegazione ai più importanti fenomeni della meccanica, della gravità e dell’elettromagnetismo; tuttavia, gli esiti di alcuni esperimenti fecero scorgere delle incongruenze nel mondo scientifico. A portare nuovamente chiarezza fu Albert Einstein con la sua teoria della relatività ristretta nel 1905 (e la relatività generale nel 1916). Grazie a questa teoria si riuscì a spiegare cosa accadesse ad oggetti che si muovevano a velocità altissime, prossime a quella della luce. L’obiettivo di questo elaborato è quello di descrivere quali siano le basi della relatività ristretta e gli effetti che subisce una particella relativistica. Nella prima parte, infatti, vengono introdotte le trasformazioni di Lorentz ed alcuni effetti relativistici come il beaming relativistico, effetto Doppler relativistico e i moti superluminali. Segue una descrizione della radiazione di sincrotrone, scoperta nel 1948 alla General Electric Research Laboratory negli USA; qui gli elettroni erano accelerati in un sincrotrone ad alte energie (il nome del fenomeno si origina, appunto, dal nome dell'acceleratore di particelle). Un altro processo di emissione che coinvolge elettroni relativistici è l’Inverse Compton, di cui verrà fatta una descrizione fisica. In ultima analisi verranno presentati alcuni esempi di oggetti astrofisici: i nuclei galattici attivi e i resti di supernovae, dove avvengono efficienti meccanismi di accelerazione di particelle che permettono l’emissione di radiazione ad alte energie. La presenza di questi precessi radiativi permette anche un'analisi dei raggi cosmici, che possono essere di origine e natura varia.