Una delle più grandi scoperte scientifiche del nostro tempo: erano state teorizzate cent’anni fa da Albert Einstein ed ora sono state rilevate grazie alla collisione di due buchi neri, uno 29 volte più massiccio del Sole, l’altro 36 volte, che ha prodotto una struttura 62 volte più massiccia del Sole.
Le onde gravitazionali sono delle oscillazioni dello spazio-tempo, che viaggiano alla velocità della luce. Nel caso in cui dovesse avvenire un evento importante, come la collisione di due buchi neri, le onde gravitazionali si propagano in tutto lo spazio-tempo. Potrebbero chiarire tutti i dubbi relativi alla nascita dell’Universo, visto che molto probabilmente le onde gravitazionali erano presenti sin dagli albori.
L’annuncio
Arriva esattamente alle 16:30 la conferma della rilevazione delle onde gravitazionali. La rilevazione è avvenuta grazie allo strumento LIGO e i dati sono stati analizzati dalle collaborazioni internazionali LIGO e VIRGO. E’ la prima rilevazione diretta delle onde gravitazionali, si apre un nuovo capitolo dell’astronomia. “Per la prima volta l’universo ha parlato con noi attraverso le onde gravitazionali,” ha dichiarato David Reitze, del LIGO. “E’ come se fossimo atterrati nuovamente sulla Luna“.
La prima rilevazione è avvenuta il 14 settembre 2015 alle 10:50 ora italiana, da entrambi gli strumenti gemelli Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), negli Stati Uniti, a Livingston, in Louisiana, e a Hanford, nello stato di Washington. Gli osservatori LIGO, finanziati dalla National Science Foundation (NSF) e operati da Caltech e MIT, hanno registrato l’arrivo delle onde gravitazionali entro una finestra temporale di coincidenza di 10 millisecondi. Il segnale rilevato da Ligo è stato intercettato in Europa dall’italiano Marco Drago, mentre era in Germania, ad Hannover, nel centro di calcolo nel quale arrivano i dati delle due collaborazioni. “E’ stato un evento intenso e interessante perché nella prima parte era una sorta di funzione oscillante, che aumentava progressivamente di frequenza e ampiezza, fino a raggiungere un picco per poi decrescere progressivamente fino a spegnersi,” ha rilevato il coordinatore della collaborazione Virgo, Fulvio Ricci. L’importante risultato, è stato pubblicato oggi sulla rivista scientifica Physical Review Letters.
Per mezzo degli interferometri Ligo sono state rilevate variazioni infinitesimali, grazie alle quali si è riusciti a ricostruire per la prima volta un evento cosmico: due buchi neri si sono avvicinati ruotando in una spirale nella quale la loro velocità ha raggiunto 150.000 km/s. Successivamente lo spazio si è compresso di 10 chilometri e subito dopo si è dilatato. “C’è stato un rilascio di energia spaventoso, come se tre Soli fossero spariti in un lampo di energia gravitazionale,” spiegano gli scienziati. Vedere due buchi neri collassare e poi sparire una massa pari a tre volte quella del Sole “era la cosa che ci si aspettava meno, l’ipotesi meno probabile“, ha dichiarato il presidente dell’INFN, Fernando Ferroni. “Nessuno, prima d’ora, aveva mai visto un buco nero. Avevamo un oggetto che pensavamo che esistesse, ma che nessuno aveva mai visto, un oggetto che non fa luce, che non emette neutrini né protoni, che si può studiare solo con le onde gravitazionali, solo con l’astrofisica dei buchi neri“.
I due buchi neri avevano una massa di 36 e 29 volte superiore a quella del Sole: si sono avvicinati ad una velocità impressionante, vicina a quella della luce. E’ avvenuta la collisione, un gigantesco scontro dal quale si è formato un unico buco nero: la sua massa è la somma di quelle dei due buchi neri, le 3 masse solari mancanti al totale della somma equivalgono all’energia emessa durante il processo di fusione dei due buchi neri, sotto forma di onde gravitazionali.
Il processo di fusione dei due buchi neri responsabile delle onde gravitazionali rivelate è un evento accaduto a 410 megaparsec da noi, e risale a circa un miliardo e mezzo di anni fa. “Questo risultato rappresenta una pietra miliare nella storia della fisica, è l’inizio di un nuovo capitolo per l’astrofisica, perché nei prossimi anni continueranno ad arrivare altri importanti risultati dagli interferometri LIGO e VIRGO,” spiega Fulvio Ricci. “Osservare il cosmo attraverso le onde gravitazionali cambia radicalmente le nostre possibilità di studiarlo: fino ad ora è come se lo avessimo guardato attraverso delle radiografie, mentre adesso siamo in grado di fare l’ecografia del nostro universo“.
La Teoria della Relatività
La teoria della relatività generale che formulò nel 1915 Albert Einstein descrive la gravità come una manifestazione della curvatura dello spazio-tempo. Lo spazio-tempo è come un tessuto, a quattro dimensioni (le tre spaziali più il tempo) e secondo la relatività generale permea tutto l’universo, viene deformato e perturbato: le perturbazioni sono le onde gravitazionali che, dalla loro sorgente si diffondono come increspature sulla superficie di uno stagno, viaggiando alla velocità della luce.
