Onde gravitazionali, le misurazioni che aprono la strada alla scienza

Cento anni fa Einstein parlava dell’esistenza delle onde gravitazionali (una sorta di increspature dello spazio-tempo) in maniera teorica. Oggi, dopo decenni di numerose ricerche in tutto il mondo, gli scienziati internazionali della Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (Ligo), confermano di averle misurate e di aver così aperto una strada a una nuova scienza dell’Universo.

Le prime misurazioni provengono dagli osservatori gemelli della Ligo a Hanford e Livingston, negli Stati Uniti.

Come dimostra la seguente immagine, entrambi i rivelatori, Hanford e Livingston, hanno registrato la stessa onda proveniente dallo spazio nello stesso momento. Il primo segnale ha raggiunto Livingston e, viaggiando alla velocità della luce (ossia 300 mila km al secondo), ha raggiunto Hanford sette millesimi di secondo dopo.

Le strutture della Ligo che hanno misurato queste onde sono due tunnel lunghi quattro chilometri, in cui un laser misura come cambia la distanza tra le estremità dei tunnel; lo strumento misura le interferenze tra i fasci laser che sono riflessi nella risposta tra un’estremità e l’altra.

Per i ricercatori la sorgente dei segnali misurati proviene «da due buchi neri che si fondono, ciascuno di circa 30 volte la massa del nostro Sole, che giace a 1,3 miliardi di anni luce di distanza».

La regione del cosmo è rappresentata nella mappa del cielo dell’emisfero sud; le linee colorate rappresentano le probabilità di origine del segnale; la linea viola definisce la regione in cui si prevede che il segnale arrivi, con un livello di attendibilità del 90 per cento. Il livello di attendibilità della linea gialla è solo del 10 per cento.

Si tratta di una piccola galassia vicina alla nostra Via Lattea, chiamata la Grande Nube di Magellano. Al di sotto si trova una galassia ancora più piccola, chiamata la Piccola Nube di Magellano. Il ritardo dei segnali ha rivelato questa particolare parte del cielo.

La seguente è un’immagine della Nube di Magellano presa dall’Osservatorio Europeo Austral:

La collisione di due buchi neri è un evento estremamente potente. La seguente è una simulazione che mostra come sarebbe davanti ai nostri occhi se fosse possibile osservare il fenomeno cosmico più da vicino e «creata dalla soluzione delle equazioni della teoria generale della relatività di Albert Einstein utilizzando i dati Ligo», spiegano gli scienziati.

Il seguente video della Ligo spiega il fenomeno delle onde gravitazionali prodotte dalla fusione di un buco nero binario.

Il celebre fisico britannico Stephen Hawking, che si è congratulato con gli scienziati, ha dichiarato alla Bbc che le onde gravitazionali forniscono un modo completamente nuovo di guardare l’universo. «La capacità di rilevarli ha il potenziale per rivoluzionare l’astronomia. Questa scoperta è il primo rilevamento di un sistema di un buco nero binario, e la prima osservazione dei buchi neri in fusione».

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