Onde gravitazionali, dopo 100 anni
confermata la teoria di Einstein

Le onde gravitazionali esistono
Le onde gravitazionali esistono
di Enzo Vitale
6 Minuti di Lettura
Giovedì 11 Febbraio 2016, 19:22 - Ultimo aggiornamento: 19:28

L'evento è accaduto un miliardo di anni fa. La collisione e poi la fusione di due buchi neri ha provocato il primo segnale delle onde gravitazionali. La “notizia” è arrivata fino a noi e finalmente, ora,  siamo stati in grado di leggerla.
Dunque Einstein aveva ragione: dopo 100 anni la sua teoria della relatività è stata confermata. Questa la prima affermazione fatta all'incontro che si è svolto giovedì pomeriggio a Washington.
«Le onde gravitazionali sono state rilevate per la prima volta il 14 settembre 2015 da due buchi neri in un sistema binario».

 



Si tratta di un approccio completamente nuovo con i misteri dell'Universo. Una scoperta che potrebbe riscrivere alcune regole che ci sembravano postulati. Nel video in basso una semplice spiegazione di cosa sono le onde gravitazionali.




Per la prima volta, dunque, gli scienziati hanno osservato in modo diretto le onde gravitazionali: increspature nel “tessuto” dello spaziotempo, perturbazioni del campo gravitazionale, arrivate sulla Terra dopo essere state prodotte da un cataclisma astrofisico avvenuto nell'universo profondo. Questo conferma un’importante previsione della Relatività Generale di Albert Einstein del 1915, e apre uno scenario di scoperte senza precedenti sul cosmo.
 


La scoperta è stata annunciata dalle collaborazioni LIGO e VIRGO nel corso di due conferenze simultanee, negli Stati Uniti a Washington, e in Italia a Cascina (Pisa), nella sede di EGO, il laboratorio nel quale si trova l’interferometro VIRGO, progetto ideato, realizzato e condotto dall’INFN e dal CNRS con il contributo di Nikhef (Paesi Bassi), e in collaborazione con POLGRAW - Polska Akademia Nauk (Polonia) e Wigner Institute (Ungheria).

I PRIMI COMMENTI
«Questo risultato rappresenta una pietra miliare nella storia della fisica, ma ancor più è l’inizio di un nuovo capitolo per l’astrofisica –spiega Fulvio Ricci, ricercatore dell’INFN che coordina la collaborazione internazionale VIRGO, e professore a La Sapienza Università di Roma– perché nei prossimi anni continueranno ad arrivare altri importanti risultati dagli interferometri LIGO e VIRGO, che oggi sono organizzati in un’unica rete globale di rivelatori di onde gravitazionali». «Osservare il cosmo attraverso le onde gravitazionali – prosegue Ricci – cambia radicalmente le nostre possibilità di studiarlo: fino ad ora è come se lo avessimo guardato attraverso delle radiografie, mentre adesso siamo in grado di fare l’ecografia del nostro universo».


L'ASTROFISICO ENZO BROCATO
«Per l'evento del settembre 2015, il nostro team INAF, che lavora 24 ore su 24 ed è composto da ricercatori di Napoli, Roma, Milano, Urbino, Bologna, Padova, Pisa e Cagliari, è stato in grado di rispondere rapidamente all' "allerta" e iniziare le osservazioni ai telescopi. Siamo stati tra i primi ad attivare le osservazioni da Terra e abbiamo monitorato circa 100 gradi quadrati con il telescopio VST installato all’Osservatorio di Paranal dell’ESO, sulle Ande cilene. Le nostre prime analisi – prosegue Brocato - sembrano confermare la difficoltà, previste dalla teoria, di individuare nella banda elettromagnetica eventi di coalescenza di due buchi neri. Come sapevamo, scoprire una controparte elettromagnetica astrofisica di un’onda gravitazionale è una ricerca complessa, ma è proprio questo che ci spinge a fare sempre meglio!»

IL PRESIDENTE DELL'ASI BATTISTON
«Dopo più di cinquant’anni di ricerca, la rivelazione diretta di onde gravitazionali ci permetterà di aprire un nuovo capitolo dell’astrofisica, basato su una nuova tecnica osservativa mai sfruttata in precedenza» dice Roberto Battiston, presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana. «In questo ambito gli esperimenti spaziali giocheranno un ruolo decisivo sia contribuendo a localizzare le sorgenti gravitazionali per mezzo di segnali luminosi (raggi X e raggi gamma) sia realizzando interferometri come quelli realizzati a terra ma milioni di volte più grandi e sensibili, posti nello spazio, strumenti di cui l’esperimento Lisa Pathfinder recentemente messo in orbita con l’ultimo lancio del Vega è il precursore».


TORNIAMO AL 1916
Albert Einstein le aveva previste nella sua famosa teoria della relatività generale. Si tratta di increspature dello spaziotempo, increspature che si propagano come fossero delle vere e proprie onde. Secondo quelli che continuiano a definire “rumors", i ricercatori avrebbero captato i segnali della fusione di due buchi neri di 29 e 36 masse solari. Una volta fusi l'uno con l'altro, i due buchi neri avrebbero generato un oggetto ancora più mostruoso della dimensione di 62 masse solari che, a sua volta, avrebbe generato i segnali che gli scienziati di tutto il mondo attendono da anni, ovvero le tanto ricercate onde gravitazionali. Dal punto di vista pratico, senza entrare troppo nei dettagli, si tratta di una perturbazione che si propaga nello spazio-tempo e ne modifica struttura. Pensate a un’onda del mare che nasce e poi si propaga. In questo modo l'onda modifica sia la pressione che la densità.



CHE COS'E' LIGO
Si tratta di un gigantesco oggetto formato da due strumenti ottici. Quando fu realizzato, nel 2002, costò circa 365 milioni di dollari. E' diviso in due tronconi localizzati in Alabama e nello stato di Washington. Attraverso questa costosissima struttura gli scienziati stanno tentando da anni di catturare una infinitesima perturbazione dello spazio causata proprio dal passaggio di un’onda gravitazionale.


LA RICERCA ITALIANA AL TOP
Dopo il 1988 anche il nostro Paese si è prodigato in questa difficile ricerca. Tra i leader del settore il gruppo romano che dal 2003 attraverso i rivelatori criogenici Explorer (Cern) e Nautilus (nei laboratori di Frascati), hanno affrontato la ricerca prima dell'entrata in funzione di Ligo negli Stati Uniti. I pioneri in Italia sono stati Guido Pizzella ed Edoardo Amaldi dell'Università di Roma. Lo studio italiano fu presentato a Thuile nel 1988, studio ottenuto  dopo la scoperta di una supernova. Ma va detto che la ricerca delle onde gravitazionali, o meglio gli esperimenti, iniziarono a Roma nel settembre del 1970. A capo della squadra italiana fu proprio Guido Pizzella che aveva proposto lo studio ad Edoardo Amaldi.


IN ITALIA C'E' VIRGO
Nel nostro Paese, in Toscana, precisamente a Cascina in provincia di Pisa, dal 2003 è in funzione Virgo. E' uno strumento utilizzzato per rivelare onde gravitazionali. Ha bracci lunghi 3 km e si trova precisamente a Santo Stefano di Macerata. Il “tubo” dell'interferometro è lungo 3 km ed è stato realizzato nel quadro di una collaborazione franco-italiana. Oggi, questa collaborazione coinvolge 19 laboratori con più di 250 scienziati in Francia, in Italia e anche nei Paesi Bassi, Polonia e Ungheria.


COSA HA DATO ORIGINE AI RUMORS
La data fatale è il 25 settembre quando il cosmologo Lawrence Krauss si fa scappare alcune considerazioni sulla presunta scoperta di un segnale relativo alle onde gravitazionali, un evento accaduto dopo la riapertura del più grande osservatotorio terrestre per lo studio delle onde gravitazionali, Ligo appunto:  «CI siamo, LIGO avrebbe rivelato un segnale interessante».


NON SOLO I BUCHI NERI
Secondo gli studi più recenti a generare le onde gravitazionali non sarebbe solo la fusione tra due buchi neri. Secondo i fisici le sorgenti potrebbero essere i sistemi stellari binari composti da nane bianche, stelle di neutroni o buchi neri. Nel video in basso la simulazione di due stelle di neutroni che orbitano l’una attorno all’altra che producono onde gravitazionali.

 

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