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Onde gravitazionali: arriva la conferma definitiva della loro esistenza

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Onde gravitazionali: arriva la conferma definitiva della loro esistenza

Le due antenne americane della collaborazione internazionale Ligo-Virgo hanno di nuovo osservato e misurato delle onde gravitazionali il 4 gennaio 2017. La scoperta, dopo lunghi mesi di analisi scrupolosa, è stata annunciata ieri in una conferenza stampa riservata ai media di tutto il mondo e viene pubblicata oggi su una delle più importanti riviste di Fisica a livello internazionale.

Con questo entriamo definitivamente, e senza più dubbi, nel campo dei fenomeni previsti da Albert Einstein 100 anni fa con la sua Teoria della Relatività.

Abbiamo insomma una nuova, fondamentale, finestra con cui osservare l'Universo e quel che vi succede, specie per quanto non si può vedere in altro modo.

La fusione dei buchi neri

È questo il caso dell'osservazione di cui parlano i fisici questa volta: due buchi neri che ruotano attorno a sé stessi, e anche attorno uno all'altro come due pattinatori sul ghiaccio che eseguono spesso questa figura, si sono uniti, letteralmente fusi, in un unico nuovo buco nero 49 volte più massiccio del nostro Sole.

Come previsto il processo ha provocato l'emissione di onde gravitazionali, in pratica e sperando di non far arricciare il naso ai fisici col paragone, delle distorsioni del tessuto dello spazio -tempo che si sono propagate fino a noi.

Sono decenni che le cerchiamo, abbiamo costruito gli strumenti più strani e perfezionati e finalmente ora, dopo due anni di successi, si può dire che abbiamo questa nuova arma per andare a caccia della verità sull'universo. Arma nuova e insostituibile, dato che molti fenomeni, come questo di cui stiamo parlando, si palesano solo in questo modo.

Per ricordare come funziona una di queste preziosissime e sofisticate antenne, una ad Hanford, Washington, e Livingston, Louisiana, Usa, pensiamo che lo spazio-tempo previsto da Einstein, che possiamo pensare come un tessuto a rete, viene deformato dalla presenza di masse, come se su questa rete mettessimo delle palle da biliardo più o meno grosse. Il punto è che quando queste si muovono si genera nella rete, lo spazio-tempo, un'onda che si trasmette a tutto il tessuto.

Il fenomeno è molto leggero, diciamo così, e quindi per essere misurabile dalla Terra deve comportare qualche fenomeno importante e violento. Cosa possiamo immaginare di più violento di due buchi neri, decine di volte più massicci del nostro Sole, che si fondono? E infatti questo è il minimo per le nostre capacità di misura. Queste onde viaggiano e arrivano sulla Terra, noi non sentiamo ne vediamo nulla, finché incontrano una delle antenne Ligo.

Questa sono particolarissime, nulla a che vedere con le antenne radio o tv o simili. Si tratta infatti di due fasci laser che vanno e vengono ognuno su un segmento di 3 chilometri, e i due percorsi sono fra loro ad angolo retto. Quando si incrociano ritornando molte volte al secondo nel punto da cui partono entrambi, si annullano a vicenda e non viene misurato nulla. Se invece uno dei due segmenti viene trapassato da un'onda gravitazionale prima dell'altro, come in questo caso, c'è uno sfasamento e un fascio arriva prima dell'altro, quindi non si annullano e danno un segnale.

Per chi ricorda gli studi del liceo o altro si tratta di misure interferometriche, e parliamo ovviamente di frazioni piccolissime del millimetro e del secondo. La sensibilità di queste attrezzature è al limite di quanto l'uomo abbia saputo finora costruire.

La scoperta annunciata è importante non tanto perché è l'ennesima conferma della Relatività, che da tempo è una teoria dimostrata in tutti i suoi aspetti, quanto per il fatto che è come se avessimo inventato un nuovo cannocchiale con cui vedere una parte di Universo che ci era preclusa, come per esempio il mondo misterioso dei buchi neri, ma le speranze sono quelle di affinare ulteriormente queste tecniche, da terra e dallo spazio, per andare dritti dritti fino al momento del Big Bang, se mai c'è stato. Oltre un certo limite indietro nello spazio e nel tempo, con le altre tecniche, non è possibile andare, si arriva al massimo a 300.000 anni da quel momento fatale, quel che è successo prima ce lo potranno dire solo le onde gravitazionali.

Un risultato importante quindi che corona anni di sforzi, anche franco-italiani, che sono presenti nella collaborazione internazionale il cui nome completo è Ligo-Virgo, dove quest'ultima è l'antenna gemella che l'Istituto nazionale di fisica nucleare opera vicino a Pisa. Purtroppo in gennaio Virgo era in manutenzione straordinaria e non ha potuto partecipare alla festa, ma con le nuove potenzialità che ha ora di sicuro darà soddisfazioni agli scienziati. Comunque fra gli oltre 1000 fisici di prima grandezza della collaborazione che hanno analizzato i dati, gli italiani sono stati presenti fin dall'inizio, e si preparano per le prossime onde estive, gravitazionali si intende.

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