La scienza vista da vicino – 6 / Onde gravitazionali? Le ultime arrivate, benvenute! Ma le aveva già previste Einstein

Il prof. Angelo Pagano, continuando i suoi interventi scientifici, ci parla oggi – in maniera semplice e chiara, come sempre – di “onde” vecchie e nuove, presentandoci una importante novità.

Prof. A. Pagano

L’osservazione del cosmo ci rivela sempre nuove emozioni. È tempo di onde gravitazionali. Siamo abituati a sentir parlare di onde sin dalle scuole elementari. Onda acquatica, che si muove nella superficie dei mari, dei laghi e dei fiumi, e persino nella vasca da bagno. Onda acustica che trasporta la musica (e i fastidiosi rumori della città) fin dentro alle nostre orecchie e poi, da lì, verso il cervello. Si sente spesso, purtroppo, parlare anche di onde sismiche. Incutono paura e rievocano scenari minacciosi e fatti tristemente noti; di queste ultime se ne generano milioni ogni giorno, e solo raramente sono percepite (fortunatamente) dagli uomini. E via di questo passo, potremmo elencare decine di esempi di ‘’moti ondosi’’. Tra i più sfruttati e abusati troviamo quelli delle onde elettromagnetiche, usate nelle telecomunicazioni. Sono alla base della fortunata industria dei telefonini (pare che ne siano stati venduti miliardi di esemplari con profitti monetari immensi). A suo tempo, le onde elettromagnetiche (onde radio) hanno reso famoso il nostro Guglielmo Marconi. I potenti trasmettitori di onde elettromagnetiche son visti con sospetto, e con qualche ragione, dagli ambientalisti.

Albert Einstein

Più di recente, abbiamo appreso che esistono anche le onde gravitazionali. Le new entry sono state osservate ufficialmente, per la prima volta, il 14 settembre 2015 alle 10:50 ora italiana, ultime arrivate dopo un susseguirsi di mancate osservazioni, nel corso degli ultimi cinquant’anni. Esistono oggi due grandi strumenti (interferometri) in grado di rivelare le onde gravitazionali: uno si trova in USA, e si chiama LIGO, e un altro si trova in Italia presso Cascina (in provincia di Pisa), e si chiama VIRGO, quest’ultimo sotto la direzione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Un altro entrerà in funzione a breve nello spazio – il suo nome abbreviato è LISA – in cui è coinvolta anche l’Agenzia spaziale italiana (ASI). Basti solo sapere che i sensori di onde gravitazionali sono capaci di percepire delle deformazioni, men che microscopiche, provocate dall’arrivo delle onde gravitazionali da regioni del cosmo distanti da noi milioni di anni luce. A differenza dalle onde sismiche, le gravitazionali sono velocissime: hanno la velocità della luce. Gli interferometri trasformano le piccole deformazioni registrate in figure ottiche che vengono digitalizzate. Gli scienziati del settore, analizzando queste figure, riescono a capire da quale distanza l’onda gravitazionale è stata generata (si parla di distanze galattiche, inimmaginabili per la nostra comune esperienza osservativa). Per quanto difficile a credersi, gli interferometri percepiscono le “lotte galattiche” tra ammassi stellari, buchi neri, stelle doppie, materia oscura e molto di più ancora. Ed è per questa nuova dimensione che si parla della nascita di una nuova astronomia. La previsione delle onde gravitazionali si suole attribuire ad Einstein, come conseguenza della teoria della sua relatività generale. La recente osservazione (ne è seguita anche un’altra subito dopo) proverebbe la vibrazione dello spazio-tempo (difficile a descrivere in breve) in vicinanza di materia galattica in modo rapidissimo, come quando due buchi neri, ruotanti velocemente attorno ad un comune centro di gravità, finiscono per fondersi. Benvenuta nel mondo delle onde, magica vibrazione dello spazio-tempo relativistico. Ci mancavi.

Angelo Pagano
(dirigente di ricerca dell’Istituto di Fisica Nucleare di Catania)

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