Un’insolita onda gravitazionale avrebbe colpito la Terra martedì scorso: sembrava provenire da un’area vicino Betelgeuse, supergigante rossa della costellazione di Orione.
L’inattesa “increspatura” del tessuto spazio-tempo è stata rilevata dal Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) negli Stati Uniti. Al momento non è ancora noto cosa abbia causato l’evento o se si tratti con certezza di un’onda gravitazionale autentica, a causa della sua natura insolita: sarebbe infatti “un nuovo tipo di onda“, una “esplosione” forse collegata a fenomeni come una supernova o lampi di raggi gamma.
I telescopi sono dunque puntati in direzione della porzione di cielo dove è stata rilevata l’onda gravitazionale nella speranza di scoprire la vera causa e la posizione esatta: il team LIGO prevede di scoprire ulteriori dettagli nei prossimi giorni o nelle prossime settimane. Al momento la rilevazione viene descritta come “onde gravitazionali che si infrangono nella notte“.
La teoria della Relatività Generale che Albert Einstein arrivò a formulare nel 1915 descrive la gravità come una manifestazione della curvatura dello spaziotempo. Lo spaziotempo è come un tessuto, ma a quattro dimensioni: le tre spaziali note, più il tempo. Secondo la Relatività Generale esso permea tutto l’universo, viene deformato dai corpi e perturbato da masse in movimento. Queste perturbazioni sono appunto le onde gravitazionali che, dalla loro sorgente si diffondono in modo analogo alle increspature sulla superficie di uno stagno, viaggiando alla velocità della luce.
Al fine di capire meglio l’universo e la sua evoluzione è necessario poter ricevere e interpretare tutti i messaggi che giungono dallo spazio. Rispetto alla radiazione elettromagnetica, che fino ad oggi è stata di gran lunga il principale mezzo di osservazione astronomica, le onde gravitazionali hanno una natura totalmente diversa, essendo generate dal moto dei corpi celesti e riuscendo a trasportare intatta l’informazione sul fenomeno che le ha originate. L’osservazione delle onde gravitazionali fornisce così informazioni significative e complementari all’osservazione di onde elettromagnetiche (luce, onde radio, raggi X e gamma) e di particelle elementari (raggi cosmici, neutrini) di origine astrofisica. Vengono così svelati aspetti “estremi” dell’universo: i processi più drammatici del cosmo sono sorgente di onde gravitazionali, e l’osservazione di tali onde ci consente di ottenere informazioni sulle masse e sui meccanismi coinvolti nell’emissione. Inoltre, contrariamente ai telescopi che possono osservare solo una piccola porzione del cielo alla volta, i rivelatori di onde gravitazionali sono per loro natura non direzionali e sono quindi in ascolto di un grande volume di universo, il cui raggio è ovviamente determinato dalla sensibilità dei rivelatori.
Rivelare le onde gravitazionali è un’impresa complessa perché l’interazione gravitazionale è la più debole dell’universo. I fisici hanno così progettato speciali rivelatori, la cui realizzazione ha richiesto nuove soluzioni tecnologiche d’avanguardia. Sono gli interferometri laser: costituiti da due bracci perpendicolari lunghi chilometri (4 km in LIGO e 3 km in VIRGO) al cui interno sono fatti propagare fasci laser, riflessi da specchi per allungarne il percorso, e quindi ricombinati a formare una figura di interferenza. Quando un’onda gravitazionale attraversa l’interferometro produce una variazione nella lunghezza dei bracci: uno si allunga mentre l’altro si accorcia. Queste variazioni di lunghezza, che sono molto più piccole del diametro del nucleo di un atomo, producono uno sfasamento della luce laser che viene osservato dal rivelatore.
