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onde gravitazionaliRoma, 12 feb – La notizia è stata data ieri, in occasione del centenario della formulazione della Teoria della Relatività Generale di Einstein, ma la scoperta è stata effettuata il 14 settembre scorso: le onde gravitazionali esistono.

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Postulate solo a livello teorico dal noto fisico tedesco la loro scoperta implica che la Teoria si è dimostrata corretta. Secondo Einstein quello che noi percepiamo come forza di gravità in realtà va ascritto ad una curvatura del tessuto spazio-tempo dell’universo; sembra un concetto difficile, ma in realtà non lo è: Einstein propose che in prossimità di oggetti dotati di notevole massa come la Terra ed il Sole, il tessuto spazio-tempo si “evolva”, piegandosi, deformandosi, formando creste e vallate che causano il movimento dei corpi celesti: quindi sebbene la Terra sembri essere “tirata” dalla gravità del Sole in realtà non esiste nessuna forza del genere, in quanto è la geometria dello spazio tempo intorno al nostro astro, come se fosse un avvallamento, che fa “cadere” e muovere la Terra. Più semplicemente: si immagini un catino (vedere fig 1), questo rappresenta il tessuto spazio-tempo, al centro del catino c’è il Sole e la Terra orbita perennemente intorno ad esso girando sull’orlo del catino proprio a causa della curvatura di questo.

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onde gravitazionali
Fig. 1 Il catino del tessuto spazio tempo in cui orbitano i corpi celesti come la nostra Terra

Diretta conseguenza di questa teoria, oltre al ben noto effetto di distorsione della luce, il fenomeno chiamato lente gravitazionale, è la formazione delle onde gravitazionali, così deboli che per individuarle è stato necessario osservare oggetti di massa enorme. La scoperta effettuata negli Stati Uniti dal Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) con la collaborazione dei ricercatori italiani, è stata raggiunta osservando il risultato della fusione due buchi neri che si trovano a brevissima distanza l’uno dall’altro, una delle poche eventualità ritenute abbastanza potenti da generare onde gravitazionali individuabili dai nostri strumenti. Questi due oggetti, distanti tra di loro circa 150 km, si sono avvicinati 1,3 miliardi di anni fa. Hanno massa simile, il primo “pesa” 36 volte la massa del Sole, il secondo 29. L’energia rilasciata da questo avvicinamento tra i due buchi neri è stata equivalente a 50 volte quella rilasciata da tutte le stelle nell’universo visibile; in quei 20 millisecondi, tanto si pensa sia durato questo incontro, l’energia delle onde gravitazionali è stata sufficiente ad annichilire la massa di tre Soli.

La scoperta pone fine a decenni di ricerca in lungo ed in largo nell’universo per l’individuazione di queste onde che, a causa della loro natura estremamente piccola, sono molto difficili da individuare richiedendo pertanto strumenti dotati di una sensibilità estrema come il Ligo. “La scoperta e la misurazione delle onde gravitazionale è il Santo Graal della Teoria della Relatività Generale di Einstein” ha detto il professor Bob Bingham, fisico presso il Science and Technology Facilities Council del Campus di Harwell in Inghilterra “Questa scoperta apre la strada per guardare indietro nel tempo sino alla creazione dell’universo, con ripercussioni significanti per tutta la futura ricerca astronomica”.

Un altro importante dato emerso dalle osservazioni al Ligo è che le onde gravitazionali viaggiano alla velocità della luce; questo sino ad oggi è stato postulato solo a livello teorico ed averlo provato è importante per per la formulazione di future teorie. Questa osservazione conferma anche l’esistenza del primo buco nero di massa intermedia mai trovato: i buchi neri, formati dal collasso gravitazionale di stelle con massa sufficiente, sono generalmente di massa più piccola, sino a 15 volte quella solare. Gli oggetti osservati durante questo esperimento sono significativamente più massicci e sono ritenuti essere ciò che resta delle prime stelle formatesi nell’universo. Inoltre l’incontro ravvicinato tra buchi neri di massa intermedia viene ritenuto con ogni probabilità essere all’origine dei buchi neri supermassicci che si trovano al centro delle galassie.

Nel corso di quest’anno lo strumento italiano simile al Ligo americano, il Virgo, riaprirà i battenti e combinando i dati delle sue osservazioni con gli americani permetterà la triangolazione della sorgente delle onde gravitazionali per stabilire con esattezza la localizzazione dei buchi neri.

Paolo Mauri

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