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Le onde gravitazionali

12 febbraio 2016

Forse è solo una coincidenza, ma il fatto che la prova scientifica dell’esistenza delle onde gravitazionali arrivi proprio nel centenario dell’ipotesi avanzata da Einstein nel 1915 è la conferma di un presagio a lungo rimasto sospeso.

Ci sono voluti cent’anni di volontà, di pazienza, di tenacia da parte di ricercatori ostinati per arrivare a confermare quella che è una delle più azzardate e suggestive ipotesi da molti ritenute impossibili da verificare.

Ma che cos’è un’onda gravitazionale?

Si può definire come un’increspatura nel “tessuto” dello spaziotempo, una piega del campo gravitazionale prodotta da un cataclisma avvenuto nell’universo profondo e arrivata sulla Terra dopo miliardi di anni.

Conviviamo felicemente e da tempo con le onde elettromagnetiche: radio, luce, elettricità, raggi infrarossi, ultravioletti.

Abbiamo interiorizzato fenomeni come radar, effetto fotoelettrico (impianti fotovoltaici di cui parliamo quasi come fossero il pane quotidiano), fissione nucleare, ma le onde gravitazionali, ancorché presenti fino ad oggi solo nella teoria, restano difficili da capire e da interpretare.

Beh allora possiamo dire che un’onda gravitazionale è un po’ il corrispettivo massivo di un’onda elettromagnetica.

Se una carica elettrica accelerata genera un’onda elettromagnetica, perché non ritenere conforme che una massa accelerata non possa generare anch’essa un’onda?

Però, poiché queste perturbazioni che si propagano anch’esse alla velocità della luce, sono molto, molto deboli, occorre che a generarle siano delle masse molto, molto grosse: stelle o meglio buchi neri, o meglio ancora degli incontri ravvicinati tra i colossi presenti nell’universo.

Ed è proprio da uno scontro tra due buchi neri che è stata generata la perturbazione dello spaziotempo rivelata contemporaneamente dalle antenne Virgo e Ligo situate una in Italia, vicino a Pisa, e l’altra negli Stati Uniti, lo scorso settembre.

Le due antenne cui si fa riferimento non hanno niente a che vedere con le antenne impiegate per la radio o la televisione, ma sono delle strutture molto complesse.

Virgo – fondato dalI’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare- è una struttura costituita da due bracci lunghi tre km formanti un angolo retto all’interno dei quali viaggiano in sincronia due fasci laser che si ricombinano alla fine del tragitto.

Se lo spazio percorso dalla luce laser viene in qualche modo modificato, perturbato, a causa di onda gravitazionale, la sincronia sparisce: quando i due fasci di luce si ricombinano sono sfasati e la sfasatura è l’ impronta del passaggio dell’onda gravitazionale.

Le onde gravitazionali rivelate sono state prodotte nell’ultima frazione di secondo del processo di fusione di due buchi neri, di massa equivalente a circa 29 e 36 masse solari, in un unico buco nero ruotante più massiccio di circa 62 masse solari: le 3 masse solari mancanti al totale della somma equivalgono all’energia emessa durante il processo di fusione sotto forma di onde gravitazionali.

I due buchi neri, prima di fondersi, hanno spiraleggiato, per poi scontrarsi a una velocità di circa 150.000 km/s, la metà della velocità della luce.

Il processo di fusione dei due buchi neri responsabile delle onde gravitazionali rivelate è un evento che risale a quasi un miliardo e mezzo di anni fa, quando sulla Terra facevano la loro comparsa le prime cellule evolute in grado di utilizzare l’ossigeno.

Questa scoperta, oltre a convalidare la teoria di Einstein della relatività generale -teoria che affronta in modo del tutto rivoluzionario i concetti di spazio e di tempo e che stabilisce l’equivalenza tra geometria dello spazio e forza di gravità- ci permette di investigare all’indietro nel tempo all’epoca della formazione dell’universo, ci fa “ vedere “ i buchi neri, e ci fornisce un’ulteriore conferma della teoria del Big Bang, completando lo schema delle particelle elementari e dei componenti fondamentali della materia e dell’universo.

Ludovica Manusardi Carlesi