Da quasi un secolo la Teoria della Relatività di Einstein le prevede, ma rilevarle è un altro paio di maniche.
La teoria permise lo sviluppo dei primi esperimenti negli anni ’60, anche se era noti che l’entità degli effetti del passaggio di un’onda gravitazionale sarebbe stata minore di quella generata da qualsiasi vibrazione prodotta anche a decine di chilometri di distanza sulla Terra.
Per decenni infatti la sfida tecnologica è stata proprio quella di isolare i rilevatori da qualsiasi interferenza esterna che potesse falsare le misure di un ipotetico rilevamento.
L’eredità di questi sforzi è stata la costruzione di rilevatori di grandi dimensioni, capaci di una sensibilità molto maggiore. Infine divenne evidente che il lavoro di squadra è lo stile di ricerca vincente: dislocando per il globo vari rilevatori, la sensibilità totale sarebbe cresciuta ulteriormente e sarebbe stato più facile estrapolare il vero segnale dal rumore di fondo. Ma non solo: tenendo presente anche la sequenza temporale con cui i vari rilevatori acquisiscono il segnale è possibile stabilire in linea di massima la direzione di provenienza dell’onda gravitazionale. E ciò è importantissimo per stabilire chi sono i responsabili di queste emissioni.
Anche l’Italia è in prima fila in questa ricerca attraverso il rilevatore VIRGO, posto nelle campagne di Pisa e momentaneamente spento per permettere il potenziamento della strumentazione.
Lo scopo di questi rilevatori è quindi quello di misurare le onde gravitazionali e individuare gli oggetti che le producono.
Ma cosa vuol dire captare un’onda gravitazionale? Significa poter osservare le increspature dello spazio tempo, ovvero di quella struttura che rappresenta il palcoscenico di tutti gli eventi che accadono nel cosmo. Si tratta di onde che, spostandosi alla velocità della luce, modificano la distanza dello spazio stesso, ovvero si modifica momentaneamente la distanza spaziotemporale di due punti vicini.
Ma qual è l’entità di questo spostamento? La difficoltà principale è proprio qui: si tratterebbe di spostamenti equivalenti ad una piccolissima frazione delle dimensioni di un protone. Il tutto viene ulteriormente complicato dal fatto che anche i rilevatori stessi si contraggono ed espandono ritmicamente per effetto del passaggio dell’onda! A questo proposito molti ritengono che rilevare queste onde sia impossibile in quanto non c’è modo di effettuare una rilevazione assoluta a causa degli effetti subiti dalla stessa strumentazione.
Ma chi è il responsabile dell’emissione di queste sfuggenti onde? Sarebbero generate principalmente da oggetti di grande massa, come le stelle e le galassie. I principali indiziati sono i buchi neri, le pulsar, le supernovae e le galassie in formazione.
E’ interessante il caso di un sistema binario costituito ad esempio da due astri massivi che orbitano attorno al comune centro di massa, come due stelle di neutroni. Quando l’equilibrio viene a mancare, le due stelle spiraleggiano verso il centro di massa e finiscono per scontrarsi: lo scontro tra le due imponenti masse genererebbe
un forte impulso di onde gravitazionali che dovrebbe essere più facilmente rilevabile.
Se poi le onde gravitazionali e quelle luminose prodotte da una supernova venissero rilevate simultaneamente allora avremmo la conferma che esse viaggiano, come previsto da Einstein, alla velocità della luce.
A tal proposito sono già in atto collaborazioni con osservatori astronomici che, in caso di presunta rilevazione di un segnale, punterebbero i loro strumenti nell’area di cielo da cui proverrebbe il segnale per osservare eventuali cambiamenti. Si pensa infatti che gli eventi energetici che producono le onde gravitazionali generino anche emissioni luminose e in altre bande dello spettro elettromagnetico.
Scoperta delle onde gravitazionali, annuncio sempre più vicino: appuntamento per giovedì 11 febbraio
