Home Ambasciatori della Festa di Scienza e Filosofia Onde Gravitazionali: La rivoluzione del secolo

Onde Gravitazionali: La rivoluzione del secolo

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Cosa lasceremo ai posteri? tra 100 anni cosa rimarrà del 21 secolo? I libri di storia parleranno di grandi e piccoli uomini, guerre, “primitive” tecnologie d’avanguardia, soggiorni nello spazio e piccole “particelle maledette”. Quella che probabilmente rimarrà nei secoli come la più grande conquista del nostro tempo è stata annunciata lo scorso 11 febbraio: la scoperta delle onde gravitazionali, l’ultima prova della teoria della relatività generale di Albert Einstein , introdotta nel 1915.

Secondo questa teoria l’universo è strutturato in quattro dimensioni: lunghezza, larghezza e profondità e dal tempo, che formano il cronotopo o spazio-tempo. Tutto l’universo sarebbe quindi attraversato da linee spazio-tempo che subiscono una curvatura causata dalle masse dei corpi celesti, si pensi per esempio al Sole e alla Terra, il Sole crea una curvatura proporzionale alla sua massa e la Terra, relativamente più piccola, segue tale curvatura che la porta a orbitare attorno ad esso.

Questa teoria si presenta come un superamento dalla teoria della gravitazione universale di Newton, il quale sosteneva che la Terra mantenesse la propria posizione rispetto al Sole perché attratta dalla sua forza di gravità. “ Se la mela newtoniana cade perché attratta dalla forza di gravità della Terra, […] quella di Einstein cade perché lo spazio-tempo ha generato una curvatura precisa” come ha affermato da Giovanni Prodi professore di fisica presso l’università di Trento.

La curvatura di cui si parla è un fenomeno permanente, due corpi di masse diverse possono quindi scontrarsi e dare origine a delle onde, dette onde gravitazionali, che viaggiano alla velocità della luce e attraversano i corpi celesti senza provocare effetti evidenti. Si pensi, come proposto da Eugenio Coccia direttore dell’INFN , “a due stelle che ruotano una rispetto all’altra ad una velocità prossima a quella della luce, come a due paperelle che si inseguono in uno stagno, esse generano onde concentriche che si propagano proprio come si propagano le onde gravitazionali”.

Le onde gravitazionali vengono captate grazie a degli strumenti chiamati interferometri costituiti da due tunnel posti a 90° l’uno rispetto all’altro e alla fine di ognuno di essi è posto uno specchio. Da una base vengono inviati due raggi di luce laser che in condizioni normali (dopo la riflessione) tornano al punto di partenza nello stesso istante, al passaggio di un’onda gravitazionale, invece, lo spazio-tempo subisce una deformazione e uno degli specchi risulta più vicino alla base rispetto all’altro. La prima conferma dell’esistenza di queste onde ci è arrivata il 14 settembre 2015 dal Ligo di Washington, dove sono installati due dei più potenti interferometri al mondo.

Qui è stata captata un’onda gravitazionale generata dallo scontro di due buchi neri avvenuta circa un miliardo di anni fa. Questi due “corpi” di massa rispettivamente 36 e 29 volte quella del Sole, inizialmente formavano un sistema binario e, ruotando uno intorno all’altro a una velocità prossima a quella della luce, si sono pian piano avvicinati per poi scontrarsi. La loro collisione non solo ha dato vita ad un nuovo buco nero, ma ha generato forti onde gravitazionali che si sono disperse in tutto l’universo .

Al Ligo, calcolando il tempo impiegato dalla luce per percorrere la distanza tra “base”e specchio (andata e ritorno), gli scienziati hanno calcolato che l’onda in questione ha creato un’increspatura pari a un decimillesimo del diametro di un protone, documentando per la prima volta in assoluto una collisione (quella tra buchi neri) che non produce dati osservabili ma onde di cui non avevamo mai avuto testimonianza fino ad oggi. Grazie a questa scoperta potremo non solo studiare i buchi neri, ma avere una visione più ampia riguardo ai fenomeni universali e forse arriveremo anche a saperne di più sul Big Bang e su come tutto ha avuto inizio.

Molto spesso le grandi intuizioni, soprattutto se comportano un cambiamento radicale della visione della realtà, possono suscitare critiche e non essere accettate, proprio come accadde per la relatività di Einstein o meccanica quantistica di Heisenberg. Oggi più che mai possiamo abbattere le barriere dello scetticismo e dimostrare che la scienza, proprio come una fiumana, scorre iperterrita e travolge coloro che non riescono a stare al passo con il progresso.