Onde gravitazionali al Candia

Il 24 settembre 2015 si è verificata una scoperta epocale nel campo astronomico-scientifico: le onde gravitazionali. Di questo si è parlato nell’incontro con un giovane scienziato.

Ma cosa sono le onde gravitazionali? Le stesse onde di cui, in precedenza, Einstein aveva supposto l’esistenza nella sua teoria della Relatività Generale del 1915. Esattamente 100 anni prima della loro rilevazione.  I ragazzi di quarta e quinta Liceo Scientifico e Linguistico hanno voluto vederci chiaro e perciò, martedì 9 gennaio, è stato invitato il dottor Davide Gerosa, giovane astrofisico italiano che lavora e studia proprio le onde gravitazionali negli Stati Uniti al prestigioso California Institute of Technology (Caltech).

Le onde gravitazionali sono state rilevate e misurate negli Stati Uniti grazie al progetto LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) che consiste di due installazioni separate, sede di sofisticati strumenti di ultima generazione chiamati interferometri. Il primo laboratorio si trova a Livingston, in Louisiana, dove è stato costruito un interferometro formato da un tunnel  a forma di “L” lungo 4 km e nel quale viaggia un potente raggio laser, mentre il secondo interferometro è collocato ad Hanford, nello stato di Washington.  I due siti operano in maniera sincronizzata, come un unico laboratorio. L’interferometro misura ogni perturbazione dello spazio-tempo tra i due lunghissimi bracci dello strumento, con una sensibilità di 10-21 m (un protone è “grande” 10-15 m).

Poichè le onde gravitazionali sono perturbazioni dello spazio-tempo che si propagano con moto ondulatorio, esse, quando attraversano lo spazio e la nostra Terra, perturbano l’area compresa nell’interferometro, che prontamente le misura. I dati raccolti in America vengono confrontati con quelli ottenuti in Italia, in un altro interferometro situato nel comune di Cascina, vicino a Pisa e chiamato VIRGO. Se i dati combaciano, gli scienziati coinvolti nello studio possono ipotizzare da quale regione dello spazio provengono le onde.

Da cosa sono provocate? Dalla fusione di buchi neri o da scontri tra stelle di neutroni. Il primo evento rilevato, nel settembre 2015, è un merger di buchi neri, cui sono seguite altre 4 rilevazioni analoghe, mentre lo scorso agosto 2017 è stato visto un scontro di stelle di neutroni.

L’importanza di queste scoperte consiste nell’aprire nuovi orizzonti per l’esplorazione dell’Universo. Le informazioni che permettono di comprendere la struttura e la storia dell’Universo finora sono giunte a noi mediante onde di tipo elettromagnetico: pensiamo ai grandi telescopi o radiotelescopi che come grandi occhi scandagliano l’Universo in tutta la banda delle frequenze della radiazione elettromagnetica.

Ora però si apre una nuova affascinante prospettiva: osservare l’Universo attraverso le onde gravitazionali. Chissà quali nuove scoperte ci riserverà.

Luca Orlandi, Roberto Gazzoli    5 LS