Onde gravitazionali
Cultura
LE ONDE GRAVITAZIONALI
Le onde gravitazionali sono oscillazioni dello spazio-tempo che viaggiano alla velocitA' della luce. Albert Einstein ne predisse l'esistenza nel 1916, come conseguenza della sua teoria della RelativitA' Generale, pubblicata nel 1915. Dopo piU' di 50 anni di ricerche, durante i quali sono rimaste elusive, i 14 settembre 2015 le onde gravitazionali sono state finalmente rivelate Cosa sono queste misteriose onde e perche' e' cosi difficile rivelarle? Come suggerisce il loro nome, esse sono una conseguenza della gravitazione. Nella Relativita' Generale, la gravita' puo' essere interpretata come una conseguenza della forma dello spazio-tempo. Infatti le equazioni di Einstein dicono che la presenza di un corpo dotato di massa deforma lo spazio-tempo intorno a se'. Possiamo immaginare la trama dello spazio-tempo come un foglio di gomma. Se vi appoggiamo sopra una massa, il foglio elastico sara' deformato e qualunque cosa si muova su di esso ne seguira' la curvatura. In altre parole, una massa di test passando vicino ad un oggetto massiccio seguira' la curvatura dello spazio-tempo, attorno all'oggetto massiccio. Noi descriviamo tutto questo come dovuto ad una forza attrattiva che chiamiamo gravita'. La luce, a sua volta, viaggia in linea retta in uno spazio-tempo piatto, ma, vicino ad un oggetto massiccio, anche la luce seguira' la curvatura dello spazio-tempo, come se fosse attratta dalla massa.
Tutto cio' non e' facile da immaginare, poiche' noi vivamo nello stesso spazio-tempo. Comunque possiamo misurarne la curvatura guardando, per esempio, la deviazione del cammino della luce che ci arriva da stelle lontane, passando vicino al sole. Questa deflessione e' stata osservata per la prima volta nel 1919, durante un'eclissi solare, fornendo, quindi, uno dei primi test sperimentali della Relativita' Generale. Onde gravitazionali appaiono quando un evento perturba la curvatura dello spazio-tempo. Possiamo pensare ad una goccia d'acqua che cade sulla superficie di uno stagno. Essa perturba la superficie dell'acqua e questa perturbazione si propaga verso l'esterno sotto forma di onde. Similmente, se lo spazio-tempo viene perturbato, la perturbazione si propaga alla velocita' della luce (300000 km/s) sotto forma di onde gravitazionali. Quali eventi sono all'origine di queste deformazioni della trama dello spazio-tempo? In linea di principio qualunque spostamento asimmetrico di masse puo' generare onde gravitazionali. Per esempio, l'onda gravitazionale prodotta dalla fusione di due stelle di neutroni in una galassia vicina modifichera' la distanza terra-sole (150 milioni di km) della dimensione di un atomo. Rivelare tali minuscole variazioni di distanza e' la grande sfida di uno strumento come Virgo. Lo studio delle onde gravitazionali ci consentira' una comprensione piu' profonda di questi estremi fenomeni e ci aiutera' a mettere alla prova le leggi della gravitazione. Segnali di onde gravitazionali dovrebbero essere chiaramente rivelati nei prossimi anni dagli osservatori gravitazionali di seconda generazione, Advanced Virgo e Advanced LIGO.