Le onde gravitazionali osservate direttamente per la prima volta

Scienza
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L’annuncio di oggi cambierà per sempre il modo in cui studiamo l’universo e i suoi misteri

Onde gravitazionali sì, onde gravitazionali no. Per mesi il mondo scientifico è stato in fibrillazione per quella che si profila come la soluzione di uno dei più longevi rebus della ricerca: la prova sperimentale diretta dell’esistenza delle onde gravitazionali, previste cent’anni fa da Albert Einstein nella sua teoria della relatività generale, ma della cui esistenza c’erano finora solo prove indirette.

Il grande scienziato tedesco aveva predetto che corpi celesti accelerati in particolari condizioni avrebbero distorto la struttura dello spazio-tempo. Una sorta d’increspatura, le onde gravitazionali, che propagandosi avrebbero agito sulla materia incontrata nel tragitto, con forze piccolissime.

Ricercatori impegnati nella messa a punto di uno degli specchi ad alta tecnologia dell’interferometro per onde gravitazionali Virgo, coordinato da INFN e CNRS francese. L’estrema purezza degli specchi, insieme ai sofisticati sistemi di controllo del rivelatore, consentono di raggiungere un elevatissimo livello di sensibilità.

Messa a punto di uno degli specchi ad alta tecnologia dell’interferometro per onde gravitazionali Virgo. L’estrema purezza degli specchi, insieme ai sofisticati sistemi di controllo del rivelatore, consentono di raggiungere un elevatissimo livello di sensibilità.

Ed è qui il fascino di una ricerca durata un secolo: la scommessa di riuscire a immaginare e poi costruire rivelatori in grado di rilevare quell’effetto così piccolo e perciò confondibile con falsi segnali, al limite dell’inafferrabilità per una delle previsioni chiave della relatività.

Ebbene la conferenza stampa congiunta, indetta oggi pomeriggio da due delle maggiori collaborazioni di ricerca sul tema, l’americana LIGO, e l’italo-francese Virgo, un migliaio di ricercatori in quattro continenti, ha messo fine ai rumors che da settembre davano per imminente l’annuncio della scoperta delle onde gravitazionali. Fulvio Ricci, che dirige la collaborazione Virgo, ha annunciato visibilmente commosso che “le onde gravitazionali sono state  rivelate in modo diretto per la prima volta”.

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Uno degli specchi dell’interferometro per onde gravitazionali Virgo

I due rivelatori di LIGO, uno in Louisiana e l’altro nello stato di Washington, hanno colto un segnale riconducibile alla generazione di onde gravitazionali in seguito a un evento cosmico catastrofico: l’urto di due buchi neri, rispettivamente grandi 36 e 29 masse solari.  L’osservazione, avvenuta il 14 settembre, ha richiesto mesi di cautela e di elaborazione dei dati a cui ha partecipato anche l’esperimento Virgo, gestito dall’Istituto nazionale di fisica nucleare e dal Centre nationale de la recherche scientifique. Cautela poiché LIGO era appena rientrato in funzione dopo un periodo di stop per potenziare la sua sensibilità e non era ancora nella fase di raccolta dati ma solo in quella dei test preliminari, mentre Virgo era spento anch’esso per potenziamento. Sono state escluse –ha ricordato Ricci- tutte le possibilità che il segnale visto fosse dovuto a malfunzionamenti o disturbi esterni. Ricordiamo solo che la significatività statistica del risultato, pari nel gergo scientifico a 5,1 sigma, è molto simile al valore che accompagnò l’annuncio della scoperta del bosone di Higgs. L’articolo scientifico con l’analisi dei risultati principali esce oggi sulla prestigiosa Physical Review Letters, ma altri sette lavori sono in rapida preparazione, ha assicurato Ricci.

LIGO ha colto il passaggio di un’onda gravitazionale attraverso l’oscillazione di certi specchi sospesi come pendoli nel vuoto, un effetto piccolo come un miliardesimo del diametro di un atomo, non più riconducibile alle vibrazioni delle motoseghe in azione nella foresta della Louisiana, che avevano accecato LIGO circa dieci anni fa, all’inizio della sua avventura.

Si apre ora una nuova fase per lo studio del cosmo; finora siamo stati guidati dai segnali delle onde elettromagnetiche: luce visibile, onde radio, X e così via. Da adesso si potrà contare anche sulle onde gravitazionali. ”Finora è come se avessimo guardato l’universo attraverso delle radiografie –ha dichiarato Ricci- mentra adesso siamo in grado di farne l’ecografia”.

 

 

(Foto ©INFN/Schiavon)

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