Onde gravitazionali: una grande scoperta

Curva-espaço-tempoCome predisse Einstein nel 1916, le onde gravitazionali esistono davvero.
La testimonianza della previsione einsteiniana è custodita presso gli Archivi dell’Università Ebraica di Gerusalemme: infatti, nella sua teoria della relatività generale presentata nel 1915, lo scienziato spiegò in che modo lo spazio sia considerabile come un tessuto, il tessuto spazio-temporale, in grado di deformarsi da ogni oggetto provvisto di massa. Maggiore è la massa dell’oggetto preso in considerazione, maggiore sarà la deformazione. In particolare, l’accelerazione di una grande massa è in grado di generare delle increspature invisibili nel tessuto spazio-temporale, le quali si propagheranno sotto forma di onde allontanandosi dalla fonte che le ha generate. Tali onde sono proprio le onde gravitazionali e Einstein lo aveva compreso un secolo fa.

Dunque, anche se siamo a conoscenza da tempo della loro esistenza, è stato comunque difficile rilevarle in quando l’onda, durante la sua propagazione, contrae e allunga continuamente lo spazio-tempo; di conseguenza, essa è capace di rendere inefficiente lo strumento di rilevazione e la sua misurazione.

cernnewobserLa rilevazione delle onde è stata dunque possibile grazie a grandissime strutture come il LIGO, acronimo che sta per Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (osservatorio interferometrico laser per le onde gravitazionali). L’osservatorio è composto da due strutture identiche poste in località differenti: il primo è situato a Livingston (Louasiana), il secondo a Hanford (Washington). Ovviamente, i due impianti funzionano come un osservatorio univoco, ma la loro separazione è indispensabile per il corretto funzionamento delle strutture, in modo che le rilevazioni non siano soggette a disturbi.
Il LIGO, dunque, studia e decifra le onde gravitazionali utilizzando la tecnica dell’interferometria: il passaggio continuo di laser all’interno di tubi a vuoto spinto rende possibile la misurazione della distanza degli eventi tra i due specchi sui quali i raggi si sono riflessi.

La decifrazione dell’onda gravitazionale rilevata ha reso possibile ricondurre gli scienziati all’evento che ha generato tale onda: due buchi neri, aventi diametro di 150 takingcialis.com km e una massa rispettivamente pari a 36 e 29 volte quella del Sole, si sono fusi ad una velocità pari alla metà di quella della luce. Dopo appena una frazione di secondo, la fusione è stata convertita in onde gravitazionali, emanate in tutto lo spazio ed arrivate a noi dopo 1.3 miliardi di anni. Ciò significa che la fusione dei buchi neri è avvenuta quando sulla Terra stava appena iniziando la vita grazie alla comparsa dei primi amminoacidi, e che le onde hanno quindi percorso 1.3 miliardi di anni-luce nell’universo prima di arrivare il 14 settembre 2015 ai nostri rilevatori.

Anche in Italia è presente un rilevatore di onde gravitazionali, Virgo, con bracci lunghi  di 3 km, situato nel comune di Cascina (PI); benché la costruzione del laboratorio Virgo sia terminata nel 2003 al momento della rilevazione non era in funzione. Nella rilevazione delle onde gravitazionali l’Italia ha, comunque, svolto un ruolo fondamentale, in quanto ha contribuito all’analisi dei dati registrati da LIGO, considerati patrimonio comune.

La rilevazione delle onde gravitazionali rende possibile l’osservazione dell’universo sotto una chiave di lettura del tutto nuova, ma non solo: analizzando le informazioni che trasportano le onde, sarà possibile la comprensione degli eventi che le hanno generate.
Infine, è anche diffusa l’idea riguardante una sezione innovativa degli studi del cosmo: l’astronomia gravitazionale.

Sara Ceruso

Studentessa del Liceo Scientifico "G. Da Procida", classe V I.