www.italianews.org - Comunicazione e giornalismo

Onde gravitazionali: l'ecografia dell'universo
L'astrofisico Anselmo Orlando: Lo studio delle onde gravitazionali offre ora una nuova finestra sull'Universo

ROMA (Italy) - Lo storico e tanto atteso annuncio dell'agenzia governativa scientifica degli Stati Uniti, la National Science Foundation (NSF) dell'11 febbraio 2016, ha suscitato un enorme clamore internazionale. E' stato dichiarato ufficialmente che il 14 settembre 2015 alle 10:50:45 ora italiana, gli osservatori gemelli LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) situati negli Stati Uniti, rispettivamente a Hanford nello stato di Washington e a Livingston in Louisiana, hanno rilevato contemporaneamente delle onde gravitazionali provenienti dagli attimi finali di un evento colossale e catastrofico avvenuto nelle profondità dell'Universo, 1,3 miliardi di anni fa e che ha portato alla fusione di due buchi neri supermassicci.


I due enormi giganti cosmici, di massa equivalente a circa 29 e 36 masse solari si sono fusi in un unico buco nero rotante super massiccio, di circa 62 masse solari. Le 3 masse solari mancanti dal totale sono state prontamente trasformate in energia ed emesse sotto forma di onde gravitazionali. I due buchi neri, prima di fondersi, hanno spiraleggiato velocemente l'uno attorno all'altro, per poi scontrarsi a una spaventosa velocità di circa 150.000 km/s, la metà della velocità della luce.

L’osservazione conferma, inoltre, per la prima volta nella storia, anche l’esistenza di sistemi binari di "buchi neri di massa stellare". I buchi neri non sono osservabili direttamente poiché non emettono luce propria e non possono essere rilevati dai telescopi tradizionali. Il processo di fusione dei due buchi neri scoperto è un evento accaduto a 410 megaparsec da noi, e tenendo conto della velocità con cui viaggiano le onde gravitazionali, cioè alla velocità della luce, risale quindi a quasi un miliardo e mezzo di anni fa, quando sulla Terra facevano la loro comparsa le prime cellule evolute in grado di utilizzare l’ossigeno.

L’importante risultato è stato pubblicato sulla rivista scientifica Physical Review Letters ed è stato ottenuto dalle Collaborazioni Scientifiche LIGO (che include la Collaborazione GEO600 e l’Australian Consortium for Interferometric Gravitational Astronomy) e VIRGO, che fa capo all'European Gravitational Observatory (EGO), fondato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) italiano e dal Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) francese.

Fu Albert Einstein a predire l'esistenza delle onde gravitazionali, nella sua Teoria della Relatività Generale pubblicata il 20 marzo 1916 e gli scienziati di tutto il mondo hanno cercato spasmodicamente di rilevarne l'esistenza negli ultimi cinquant'anni. Newton pensava che lo spazio fosse fisso e immutabile. Einstein rivoluzionò il concetto, introducendo l'idea di uno spazio-tempo flessibile, una sorta di tessuto elastico dell'Universo, incurvato dagli effetti gravitazionali delle masse. La gravità terrestre è costante e produce una curva statica nello spazio-tempo. Un'onda gravitazionale è diversa, poiché è una curvatura che si muove alla velocità della luce attraverso lo spazio-tempo, in un modo molto simile a un'onda d'acqua che si sposta sulla superficie di un lago, senza essere ostacolata da polveri e gas.

L'onda gravitazionale è generata però solo quando le masse stanno accelerando, rallentando o stanno cambiando direzione. L'esempio più semplice è costituito da un sistema binario, in cui una coppia di stelle o di oggetti estremamente compatti e massicci (quali i buchi neri), orbita attorno al comune centro di massa. In realtà anche la Terra orbitando attorno al Sole emette onde gravitazionali, poiché la sua direzione è sempre mutevole. Le onde gravitazionali generate in questo caso però sono estremamente deboli e quasi impossibili da rilevare.

Già nel 2014 gli scienziati dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, avevano trovato una prima plausibile evidenza delle onde gravitazionali, studiando la Radiazione Cosmica di Fondo. Questa radiazione permea l'intero Universo e non è associata ad alcuna stella o galassia e costituisce il residuo della "esplosione primordiale" che ha generato il nostro Universo, il cosiddetto Big Bang, avvenuta circa 13,8 miliardi di anni fa. Quindi, la conferma diretta dell'esistenza delle onde gravitazionali costituisce un enorme passo avanti anche nella comprensione dell'evoluzione dell'Universo e sul modo in cui si sono formate e si formano tuttora le strutture di grandi dimensioni, quali galassie e ammassi di galassie, permettendo di ricostruire una sorta di ecografia gravitazionale del Cosmo.
La rivelazione diretta delle onde gravitazionali è l'ultima grande predizione che era ancora rimasta da dimostrare, della Teoria della Relatività Generale di Einstein e anche in questo caso è stato dimostrato che Einstein aveva ragione.

I nuovi rivelatori di onde gravitazionali rappresentano un primo passo, molto atteso dagli scienziati, verso l'apertura di una nuova branca dell'astrofisica, l'Astronomia Gravitazionale. Quasi tutto ciò che conosciamo sull'Universo oggi, proviene dall'analisi dello spettro elettromagnetico, cioè dallo studio di onde radio, raggi infrarossi, luce visibile, raggi ultravioletti, X e gamma, emessi dagli oggetti astronomici. Lo studio delle onde gravitazionali offre ora una nuova finestra sull'Universo, che fornirà senza dubbio informazioni cruciali al fine di costruire una mappa del Cosmo del tutto nuova e sinora inaccessibile. (Prof. Anselmo Orlando)

Laureato in Astronomia (Astrofisica) presso l’Università degli Studi di Bologna, il prof. Orlando ha collaborato con l’Osservatorio Astronomico di Bologna, l'Osservatorio Astronomico del Vaticano (Specola Vaticana) e il Planetario di Milano. Attualmente è docente di Fisica di ruolo presso il prestigioso Istituto Nautico - Aeronutico "Carnaro-Marconi-Flacco-Belluzzi" di Brindisi.

Riproduzione non consentita ©

Emirates si espande e con Panama City offrirà il volo no-stop più lungo della storia aerea: 17 ore e mezza. Il colosso aereo medio orientale aggiunge nuove destinazioni al suo già ricchissimo "global router". (Continua...)