Tendenze scientifiche: Un secolo dopo la teoria della relatività generale di Einstein, gli scienziati finalmente celebrano la scoperta delle onde gravitazionali
Questa scoperta è il completamento di decenni passati a effettuare ricerche e 25 anni dedicati a perfezionare una serie di strumenti, chiamati interferometri, talmente sensibili da essere in grado di rilevare un cambiamento pari allo spessore di un capello umano nella distanza tra il sistema solare e la stella più vicina che dista 4 anni luce. Rilevato dai sofisticati interferometri della collaborazione LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) negli Stati Uniti, e più precisamente negli stati di Washington e della Louisiana, il fenomeno che ha creato le onde è stata la collisione di due buchi neri. I due buchi neri si trovano a una distanza di circa 1,3 miliardi di anni luce e possiedono masse pari rispettivamente a 29 e 36 volte quella del Sole. I segnali raccolti da LIGO indicano in che modo si è verificata la collisione. All’inizio del segnale, avevano iniziato a ruotare uno attorno all’altro 30 volte al secondo. Entro la fine del breve intervallo di dati pari a 20 millisecondi, avevano accelerato fino a 250 volte al secondo, prima della collisione finale e della violenta fusione. La collisione dei due buchi neri ha portato a una violenta tempesta nel tessuto spazio-temporale, una perturbazione che ha alternato accelerazioni e rallentamenti, causando la curvatura fisica dello spazio. La collaborazione LIGO, che ha pubblicato la sua scoperta nella rivista “Physical Review Letters”, comprende un certo numero di laboratori in tutto il mondo, anche nel Regno Unito e in Germania, oltre che negli Stati Uniti. Gran parte del lavoro per gli interferometri negli stati di Washington e della Louisiana è stato completato all’interferometro più piccolo GEO600 ad Hannover, in Germania. Durante una conferenza stampa per annunciare la scoperta, David Reitze, direttore esecutivo di LIGO, ha definito la scoperta un “lancio scientifico verso la luna”, paragonandola agli atterraggi lunari degli anni sessanta del secolo scorso. Valorizzare l’eredità di Einstein “Questa osservazione scientifica è davvero incredibile e segna tre pietre miliari per la fisica,” ha spiegato il prof. Alberto Vecchio dell’Università di Birmingham, uno dei ricercatori al LIGO. “Il rilevamento diretto delle onde gravitazionali, il primo rilevamento di un buco nero binario, e le prove più convincenti finora trovate che i buchi neri della natura sono l’oggetto previsto dalla teoria di Einstein [della relatività generale].” Secondo la Teoria della relatività generale di Albert Einstein, qualsiasi massa accelerata dovrebbe produrre delle increspature nel tessuto dello spazio e del tempo. Tuttavia, l’effetto è molto debole e ci si aspetta quindi che solo gli oggetti molto grandi, come ad esempio una stella che esplode, deformino l’ambiente circostante in modo rilevabile. Adesso, con la scoperta LIGO, gli astronomi potrebbero iniziare a trovare le risposte ad alcune delle più grandi sfide della fisica, come ad esempio l’unificazione delle forze che collega la teoria quantistica con la gravità. Attualmente la teoria della relatività generale descrive bene l’universo in grande scala, ma i fisici volgono lo sguardo verso le idee quantistiche quando discutono delle interazioni più piccole. Essendo ora in grado di studiare dei luoghi nell’universo dove le forze gravitazionali sono davvero estreme, come ad esempio i buchi neri, gli astronomi potrebbero riuscire ad aprire una strada verso una nuova teoria più completa su questi argomenti. Esplorare una nuova frontiera Andando avanti, le implicazioni potrebbero essere immense. Grazie alla scoperta delle onde gravitazionali, gli astronomi possono adesso iniziare finalmente a esplorare quello che è conosciuto come l’universo “oscuro”, ovvero gran parte del cosmo che non può essere osservata con i telescopi ottici in uso oggi. Gli astronomi dovrebbero essere in grado di “guardare” molto più in profondità nell’universo e, di conseguenza, a ritroso nel tempo, riuscendo potenzialmente persino a percepire alla fine il momento preciso del Big Bang. Rinomati fisici di tutto il mondo, incluso il professor Stephen Hawking dell’Università di Cambridge, hanno espresso la loro convinzione che la scoperta rappresenta un momento chiave nella storia della scienza. Con una simile scoperta straordinaria, l’immediata domanda fondamentale che adesso circola sia nei circoli scientifici che in quelli mediatici è la seguente: Assegnare un premio Nobel agli entusiasti scienziati di LIGO?
Paesi
Germania, Regno Unito, Stati Uniti