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Special Edition: Galactic GPS|Edición especial: GPS galáctico|Special Edition: GPS galactique|Edizione Speciale: Il GPS Galattico

Monday, November 5th, 2012
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What does it mean?

Pulsar – A type of spinning neutron star that emits a beam of light like a lighthouse. Since it only points at us some of the time, it looks to us like it is pulsing on and off, hence the name pulsar.

Pulsar

GPS – The Global Positioning System consists of a network of Earth-orbiting satellites that are used to triangulate the position of a receiver (generally a radio or microwave receiver). The receiver uses signals emitted by the satellites to compute its position on Earth, typically to accuracies of meters or even less.

Gravitational Wave – Objects that undergo a change of mass, and/or have asymmetrical rotations are hypothesized to affect spacetime in such a way as to generate ripples in spacetime. The ripples, or gravitational waves, are produced when the objects change their physical configuration, i.e. their size, shape or extent.

In human speak please!

Pulsars, global positioning systems, and gravitational waves, what do they have in common?

According to the Theory of General Relativity, objects with mass will cause ripples in spacetime when they change their configuration/shape. The ripples are somewhat similar to the ones caused by dropping a stone into a lake; they are called gravitational waves. If an object is massive enough, comparable to or greater than the mass of a star, the ripples might be detectable. The problem currently facing scientists is the need for exceptionally sensitive instruments to detect the waves. This is where pulsars and the Fermi Gamma-ray Space Telescope come in. For 30 years only about 60 millisecond pulsars were known, but in the first year of Fermi’s operation it helped radio astronomers discover over 15 more. This means that Fermi needed only a single year to do what previous instruments needed seven years to accomplish.

Pulsars spin and emit a beam of light while doing so, somewhat like a lighthouse. If a pulsar beam sweeps past us it looks like a flashing light. Pulsars also spin at a very regular rate, meaning the time between the flashes is very nearly constant. Some pulsars flash every few seconds, others many times in one second. However, if a gravitational wave passes between us and a pulsar, we will notice a time shift in the arrival of successive pulses. This effect is one way scientists will try to detect gravitational waves.

If we are able to find enough fast-spinning (millisecond) pulsars then we could “watch” a gravitational wave move through space as it first passes over one pulsar, then another, and so on in the direction of its travel. The pulsars would act as a galactic GPS for locating gravitational waves. Once we know which way a gravitational wave is traveling, we can look backwards and find out from whence it came. With all the new pulsars that have been discovered, Fermi has helped to increase the possibility that pulsars may someday be used to detect gravitational waves.

Is that all?

Galactic GPS – Official press release from the Fermi mission describing the potential use of pulsars as part of a galactic GPS system.

Nature’s Most Precise Clocks May Make ‘Galactic GPS’ Possible – Dr. Paul Ray of the U.S. Naval Research Laboratory joins interviewer Kevin John to answer questions regarding Fermi’s recent discovery.

Multimedia? Yep, we’ve got it right here!

In this NASA video segment a NASA expert explains the inner workings of the Global Positioning System (GPS).

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¡Un episodio nuevo cada lunes!

¿Qué significa eso?

Pulsar – Es un tipo de estrella de neutrones que emite un rayo de luz como un faro. Ya que el rayo de luz solo esta dirigido hacia nosotros durante un tiempo corto, parece ser que está prendiéndose y apagándose emitiendo la luz en pulsos, y por eso se llama pulsar.

Pulsar

GPS – Es un sistema de navegación, llamado GPS por sus siglas en inglés Global Positioning System, ó sistema de posicionamiento global, que utiliza una red de satélites que orbitan alrededor de la Tierra para triangular la posición de un receptor. Éste generalmente es un receptor de radio o de microondas. El receptor usa una señal emitida por los satélites para calcular la posición sobre la Tierra, típicamente con una precisión de unos cuantos metros o menos.

Onda gravitacional – Es creada en teoría cuando algún objeto está sujeto a un cambio de masa o tiene una rotación asimétrica que tiene un efecto en el espacio-tiempo de tal forma que genera ondas en la fábrica del espacio-temporal. Estas ondas gravitacionales son producidas cuando los objetos cambian su configuración física; por ejemplo, su tamaño, forma o extensión.

¡En nuestra lengua por favor!

¿Qué tienen en común los pulsares, los GPS y las ondas gravitacionales?

De acuerdo a la Teoría de la Relatividad General, los objetos que contienen masa causan ondas en el espacio-tiempo cuando cambian de forma o de configuración. Estas ondas son similares a las que son causadas por una piedra cuando ésta cae dentro de un lago; y son llamadas ondas gravitacionales. Si un objeto es lo suficientemente masivo, o sea que tiene una masa igual o mayor a la de una estrella, estas ondas puede ser detectadas. El problema que afrontan hoy en día los científicos es el desarrollar instrumentos lo suficientemente sensibles para detectar estas ondas. Aquí es donde los pulsares y el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi entran en acción. A lo largo de 30 años, solo se conocían 60 pulsares de milisegundos; sin embargo, en el primer año de funcionamiento, Fermi ayudó a los astrónomos a encontrar más de 15. Esto significa que Fermi necesitaba tan solo un año para realizar lo que los instrumentos previos tomaban siete años en acompletar.

Los pulsares giran en su propio eje y emiten un rayo de luz, mientras están lo hacen, algo así como un faro. Si el rayo de un pulsar pasa por la Tierra, se ve como un haz de luz intermitente. Algunos pulsares brillan intermitentemente de forma regular, lo que significa que el tiempo entre cada destello es casi constante. Algunos pulsares destellan una vez cada tantos segundos, mientras otros destellan muchas veces en un segundo. Sin embargo, si una onda gravitacional pasara entre nosotros y el pulsar, notaríamos un cambio en el tiempo de llegada de pulsos de luz sucesivos. Este efecto es una forma en la que los científicos tratarán de detectar las ondas gravitacionales.

Si pudieramos encontrar los suficientes pulsares que giran rápidamente, también llamados de milisegundos, entonces pudieramos “ver” una onda gravitacional moverse a través del espacio mientras pasa sobre un pulsar, y luego otro y así sucesivamente, en la dirección de su movimiento. Los pulsares podrían funcionar como un GPS galáctico para localizar ondas gravitacionales. Una vez que sepamos en qué dirección está viajando una onda gravitacional, podemos ver hacia atrás e investigar de donde proviene. Con todos los nuevos pulsares que han sido descubiertos, Fermi ha ayudado a aumentar la posibilidad que los pulsares puedan ser utilizados para detectar ondas gravitacionales.

¿Eso es todo?

Galactic GPS – Esta página contiene el comunicado de prensa oficial de la Misión Fermi, donde describen el potencial de utilizar los pulsares como parte de un sistema de GPS galáctico.

Nature’s Most Precise Clocks May Make ‘Galactic GPS’ Possible – Dr. Paul Ray, del Laboratorio Naval de Investigación de los Estados Unidos, se une a Kevin John en una entrevista para contestar preguntas sobre los descubrimientos más recientes de Fermi.

¿Multimedia? Sí, ¡aquí la tenemos!

En este video de la NASA, un experto de la NASA explica como funcionan los GPS.

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Nouvel épisode chaque lundi!

Qu’est ce que cela signifie?

Pulsar – Un type d’étoile à neutrons tournant très rapidement sur elle-même qui émet un faisceau de lumière tel un phare marin. Le pulsar est nommé ainsi car son faisceau nous parvient qu’une partie du temps, comme si il faisait marche-arrêt à répétition. L’étoile parait alors pulser.

Pulsar

GPS – Le « Global Positioning System » plus connu sous son sigle GPS, est un système de localisation mondial. Il se compose d’un réseau de satellites qui tournent autour de la Terre et qui peut situer précisément la position d’un récepteur (de type radio ou à hyperfréquences) par triangulation. Le récepteur emploie des signaux émis par au moins 3 satellites pour calculer sa position sur Terre, sa précision étant au mètre près ou même moins.

Ondes Gravitationnelles – l’hypothèse est que les objets qui subissent un changement de masse, et/ou des rotations asymétriques produisent des ondulations qui perturbent la matière dans l’espace-temps. Les ondulations ou ondes gravitationnelles, sont produites quand les objets changent leur configuration physique, c.-à-d. leur taille, forme ou dimension.

En langage courant!

Qu’ont en commun Pulsars, système GPS, et ondes gravitationnelles? Selon la théorie de la relativité générale, les objets qui ont une masse créent des ondulations dans l’espace-temps quand ils changent de configuration/forme; elles s’appellent ondes gravitationnelles. Les ondulations sont un peu semblables aux vaguelettes provoquées par une pierre laissée tomber dans un lac. Si un objet est assez massif, comparable ou plus à la masse d’une étoile, les ondulations pourraient être détectées. Le problème actuel des scientifiques est le besoin d’instruments particulièrement sensibles pour détecter ces ondes. C’est là où les pulsars et le télescope à rayons gamma du satellite Fermi entrent en jeu. En 30 ans, seulement 60 pulsars à rotation rapide de 60 millisecondes ont été détecté, alors que pendant sa première année d’observation, le satellite Fermi a aidé les radio-astronomes à découvrir plus de 15 pulsars semblables. Ceci signifie que Fermi n’a eu besoin que d’une année pour accomplir ce que les instruments précédents ont fait en sept ans.

Les pulsars tournent tout en émettant un faisceau de lumière un peu comme un phare marin. Si le balayage du faisceau d’un pulsar pointe dans notre direction, cela ressemble à une lumière clignotante. Les pulsars tournent à un rythme très régulier, signifiant que le temps entre les flashes est presque constant. Il existe des pulsars qui tournent toutes les secondes, et d’autres un plus grand nombre de fois par seconde. Cependant, si une onde gravitationnelle passe entre nous et un pulsar, nous noterons un décalage de temps dans l’arrivée des pulsions successives. Cet effet serait une façon pour les scientifiques de détecter les ondes gravitationnelles.

Si nous pouvions trouver assez de pulsars à rotation rapide (milliseconde), nous pourrions sans doute « observer » le déplacement d’une onde gravitationnelle dans l’espace pendant qu’elle passerait devant un pulsar, puis un autre, et ainsi de suite selon la direction de son trajet. Les pulsars agiraient comme un GPS galactique pour localiser les ondes gravitationnelles. Une fois que nous saurions dans quelle direction une onde gravitationnelle se déplacerait, nous pourrions retracer sa trajectoire et découvrir d’où elle est venue. Avec tous les nouveaux pulsars qui ont été découverts, Fermi a aidé à augmenter l’espérance d’utilisation des pulsars pour un jour détecter les ondes gravitationnelles.

C’est tout?

Galactic GPS – Communiqué de presse officiel de la mission de Fermi décrivant l’utilisation potentielle des pulsars en tant qu’élément d’un système GPS galactique.

Nature’s Most Precise Clocks May Make ‘Galactic GPS’ Possible – Le Dr. Paul Ray du Naval Research Laboratory des États-Unis a joint le journaliste Kevin John pour répondre à des questions concernant les découvertes récente de Fermi.

Multimédia? Nous avons ça ici!

Dans ce document video de la NASA un expert de la NASA explique le fonctionnement intérieur du système de localisation mondial (GPS).

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Un nuovo episodio ogni Lunedi!

Cosa significa?

Pulsar – Una pulsar è un tipo di stella ruotante che emette , come un faro cosmico, un fascio collimato di radiazione elettromagnetica . Poiché il fascio punta verso di noi solo ogni tanto, appare pulsante, da cui il nome pulsar.

Pulsar

GPS – Il Sistema di Posizionamento Globale (in inglese, Global Positioning System) consiste in una rete di satelliti orbitanti attorno alla Terra che sono usati per triangolare la posizione del ricevitore (generalmente un ricevitore radio o a microonde). Il ricevitore usa i segnali emessi dai satelliti per calcolare la sua posizione sulla Terra, tipicamente con l’accuratezza del metro o anche inferiore.

Onde gravitazionali – Si ipotizza che gli oggetti che subiscono una variazione di massa, e/o hanno rotazioni asimmetriche, influiscano sullo spaziotempo generando increspature nella curvatura dello spaziotempo. Queste increspature, o onde gravitazionali, sono prodotte quando un oggetto cambia la sua configurazione fisica, cioè la sua dimensione, forma o estensione.

Nella nostra lingua per favore!

Pulsar, sistemi di posizionamento globale, e onde gravitazionali, cosa hanno in comune?

Secondo la Teoria della Relatività Generale, gli oggetti con massa provocano increspature nello spaziotempo quando cambiano la loro forma o configurazione. Queste increspature sono qualcosa di simile a quelle causate da un sasso che cade in un lago; esse sono chiamate onde gravitazionali. Se un oggetto è abbastanza massiccio, cioè con massa comparabile, o più grande, a quella di una stella, può originare increspature che possono essere rivelabili. Il problema che devono affrontare attualmente gli scienziati è quello di costruire strumenti eccezionalmente sensibili per rivelare queste onde. E’ qui che entrano in gioco le pulsar e il Telescopio Spaziale per Raggi Gamma Fermi. In 30 anni sono state scoperte solo 60 pulsar al millisecondo, ma nel suo primo anno di funzionamento Fermi ha aiutato i radioastronomi a scoprirne oltre 15. Questo significa che Fermi in un solo anno ha trovato quello che altri strumenti precedenti hanno trovato in sette anni.

Le pulsar ruotano emettendo un fascio di luce, allo stesso modo di un faro. Se il fascio della pulsar passa davanti a noi ci appare come una luce lampeggiante. Le pulsar ruotano in modo abbastanza regolare e ciò significa che il tempo che intercorre tra due lampi è quasi costante. Alcune pulsar hanno periodi di alcuni secondi, altre ruotano molte volte in un secondo. In questo modo, se un’onda gravitazionale passa tra noi e una pulsar, possiamo notare un ritardo nei tempi di arrivo degli impulsi successivi. Questo effetto è un modo, indiretto, attraverso il quale gli scienziati potrebbero rivelare le onde gravitazionali.

Le pulsar al millisecondo (cioè pulsar con periodi al millisecondo) sono “l’orologio” più preciso che esiste in natura, superiore al migliore orologio atomico. Se trovassimo un numero sufficiente di queste pulsar potremmo “guardare” come un’onda gravitazionale si muove attraverso lo spazio, osservando gli effetti prodotti al suo passaggio vicino ad una pulsar, poi ad un’altra, e un’altra ancora, attraverso tutte le pulsar che incontra lungo il suo cammino. In questo senso le pulsar agirebbero come un sistema GPS galattico per la localizzazione delle onde gravitazionali. Una volta nota la direzione in cui si muove l’onda gravitazionale potremmo guardare indietro e scoprire da dove proveniva. Con tutte le nuove pulsar che ha scoperto, Fermi ha quindi contribuita ad aumentare la probabilità che un giorno queste possano essere usate per rivelare le onde gravitazionali.

E’ tutto?

Galactic GPS – Comunicato stampa ufficiale della missione Fermi in cui viene descritto l’uso potenziale di pulsar come sistema di GPS galattico.

Nature’s Most Precise Clocks May Make ‘Galactic GPS’ Possible – Il Dr. Paul Ray del U.S. Naval Research Laboratory e Kevin John rispondono a domande riguardanti la recente scoperta di Fermi.

Multimedia? Certo, l’abbiamo qui!

In questo video della NASA un esperto spiega come funziona il Sistema di Posizionamento Globale (GPS).

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