Le onde gravitazionali esistono, dopo 100 anni confermata la teoria di Einstein

di Enzo Vitale
Un  catastrofico impatto accaduto quasi un miliardo e mezzo di anni fa ci sta convincendo a ripensare i nostri concetti di spazio e di tempo. Una collisione tra due buchi neri ha messo in luce un evento che gli scienziati di tutto il mondo aspettavano da decenni. Quel terribile “scontro” ci ha dato la prova che le onde gravitazionali esistono. In quell'attimo, e in una frazione di secondo, nell'Universo è stata emessa l'energia pari a tre masse solari.
Dunque Einstein aveva ragione: dopo 100 anni la sua teoria della relatività è stata confermata.
 Lo storico annuncio è stato dato giovedì 11 febbraio nel corso di due conferenze congiunte, una in Usa e l'altra in Italia, mentre il nocciolo della scoperta si può condensare in questa semplice frase riferita all'inizio dei due vertici: «Le onde gravitazionali sono state rilevate per la prima volta il 14 settembre 2015 da due buchi neri in un sistema binario».
Comunque non solo Italia e Stati Uniti, la ricerca sulle onde gravitazionali coinvolge tuttora oltre mille ricercatori appartenenti a quasi 140 istituzioni di tutto il mondo.

 

UN NUOVO APPROCCIO CON L'UNIVERSO
A partire da ora, dunque, dobbiamo abituarci ad un approccio completamente nuovo con l'Universo. La scoperta fatta da Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) potrebbe riscrivere quelli che sono stati considerati per molti anni dei solidi postulati. 
Per la prima volta 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.


(L'elaborazione al computer della collisione di due buchi neri)

Il documento della scoperta si può scaricare qui, mentre nel video in basso una semplice spiegazione di cosa sono le onde gravitazionali.




 


L'ANNUNCIO DELLA SCOPERTA
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’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (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 –ha spiegato 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 dai due interferometri che oggi sono organizzati in un’unica rete globale di rivelatori di onde gravitazionali». «Osservare il cosmo attraverso le onde gravitazionali – ha proseguuito– 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 primo ad essere registrato dagli strumenti), il team INAF (Istituto nazionale di astrofisica), 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 –ha detto ancora con orgoglio 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
Ma ad intuire l'esistenza delle onde gravitazionali fu Albert Einstein. Le aveva previste nella sua famosa teoria della relatività generale  definendole come delle increspature dello spaziotempo, increspature che si propagano come fossero delle vere e proprie onde. Ma la conferma alla sua teoria è arrivata a un secolo di distanza. Lo scorso settembre i ricercatori hanno captato i segnali della fusione di due buchi neri di 29 e 36 masse solari. Una volta fusi l'uno con l'altro hanno generato un oggetto ancora più mostruoso della dimensione di 62 masse solari che, a sua volta, avrebbe dato vita ai segnali che gli scienziati di tutto il mondo attendevano da anni.



CHE COS'E' LIGO
Si tratta di un gigantesco oggetto formato da due strumenti distinti. Quando fu realizzato, nel 2002, costò circa 365 milioni di dollari. Ligo è 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. A settembre l'onda è stata catturata.

(Ligo, l'interferometro all'Hanford Observatory)

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.

(Edoardo Amaldi e Guido Pizzella)

VIRGO, GIOIELLO TRICOLORE
Nel nostro Paese, in Toscana, precisamente a Cascina in provincia di Pisa, dal 2003 è in funzione Virgo. E' uno strumento utilizzato per rivelare onde gravitazionali. Si tratta di un progetto ideato dall'italiano Adalberto Giazotto e dal francese Alain Brillet. 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.

(Una visione dall'alto di VIrgo in provincia di Pisa)

COSA HA DATO ORIGINE AI RUMORS
In questi giorni il mondo accademico si era già preparato alla notizia. Ma per le dovute cautele nessuno ha voluto commentare i rumors fino a giovedì 11. La data fatale è stata il 25 settembre quando il cosmologo Lawrence Krauss si è fatto 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», il suo tweet.


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. Insomma pare che gli scienziati, una vola tanto, sono stati tutti d'accordo. Una voce si è levata in coro: «Albert, avevi proprio ragione tu».


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Gioved├Č 11 Febbraio 2016 - Ultimo aggiornamento: 07-04-2016 00:10

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COMMENTA LA NOTIZIA
3 di 3 commenti presenti
2016-02-12 14:20:49
Il premio Nobel va dato postumo a Einstein.
2016-02-12 20:04:48
Interessante. Basano le misurazioni sul segnale laser che viaggia via luce. Anche la corrente elettrica che eroga lo stesso segnale dovrebbe essere influenzata allo stesso modo dalle perturbazioni. Chi garantisce che non ci siano corruzioni sulla misurazione? . Stiamo giocando a "deve funzionare altrimenti ci levano i fondi?" Sempre piu' perplesso da questa "scienza spettacolo, se non mi pubblicano su Nature non sono nessuno"
2016-02-13 12:55:48
ditemi voi che se ne fa di tutta questa grande scienza "gravitazionale" un disoccupato senza soldi e senza casa in un paese dove i governi nel terzo millennio AD ancora ragionano allo stato primitivo.
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