Le onde gravitazionali sono increspature nella curvatura dello spaziotempo che si propagano nello spazio.
Sono onde trasversali che viaggiano alla velocità della luce emessa da violente collisioni che avvengono nell'Universo.
In pratica, è estremamente difficile rilevare direttamente la presenza di onde gravitazionali perché l'allungamento e la compressione dello spaziotempo sono molto piccoli.
Le onde gravitazionali primordiali sono quelle che hanno determinato l'origine dell'Universo, come spiegato nella Teoria del Big Bang.
Fusione di due buchi neri e propagazione delle onde gravitazionali
Onde gravitazionali e Einstein
Era Albert Einstein (1879-1955) che suggerì l'esistenza delle onde gravitazionali nella Teoria della Relatività Generale.
Nel 1915 Einstein aveva concluso che il gravità era una deformazione dello spaziotempo.
Il fisico ha sviluppato le basi teoriche, ma non è riuscito a dimostrare l'esistenza delle onde gravitazionali. Appena 100 anni dopo, la comunità scientifica ha celebrato la cattura delle onde.
Premio Nobel per la Fisica 2017
Il 3 ottobre 2017, i ricercatori Rainer Weiss (MIT), Barry Barish e Kip Thorne (Caltech) hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisica. Hanno rilevato per la prima volta le onde gravitazionali nel settembre 2015.
Era il riconoscimento di un lavoro iniziato alla fine degli anni Sessanta.
Gli scienziati ritengono che catturare le onde gravitazionali ci consentirà di osservare l'universo in un modo nuovo, fornendo una comprensione più ampia del mondo che ci circonda.
Rainer Weiss, Kip Thorne e Barry Barish, vincitori del Premio Nobel 2017 per la Fisica
Rilevamento delle onde nel 2015
Le onde gravitazionali sono state rilevate per la prima volta negli Stati Uniti il 14 settembre 2015 esattamente alle 06:50:45 (ora di Brasilia).
Come è successo?
Sono sorti dallo shock di buchi neri con 36 e 29 masse solari (rispettivamente 36 Msol e 29 Msol) e si è verificato a una distanza di 1,3 miliardi di anni luce.
Man mano che perdono energia, i buchi neri si avvicinano, il che li fa girare più velocemente.
Questo movimento continuo, l'uno intorno all'altro, li fa scontrare, il che si traduce in onde gravitazionali.
L'annuncio del rilevamento delle onde è stato fatto da David Reitze, direttore del progetto, pochi mesi dopo, nel febbraio 2016.
Nello stesso anno, nel giugno 2016, sono state rilevate nuovamente onde gravitazionali.
Questa volta i buchi neri erano rispettivamente 14 e 8 volte la massa del Sole (14 Msol e 8 Msol) e si sono verificati a una distanza di 1,4 miliardi anni luce.
Ascolta qui il suono delle onde gravitazionali:
LIGO - Osservatorio onde gravitazionali
La prova è stata resa possibile grazie al progetto del rilevatore Ligo - Osservatorio sulle onde gravitazionali dell'interferometro laser (Osservatorio Onde Gravitazionali mediante Interferometria Laser).
Nel progetto sono stati costruiti due interferometri negli Stati Uniti, a circa 3000 chilometri di distanza: uno a Livingston, Louisiana, e l'altro a Hanford, Washington.
Il sistema è formato da due bracci perpendicolari lunghi 4 chilometri. Dispone inoltre di dispositivi che eliminano il rumore da diverse sorgenti d'onda, come i terremoti.
L'interferometro è costituito da una sorgente luminosa (laser), uno specchio all'estremità di ciascun braccio, uno specchio che divide in due il raggio di luce e un fotorivelatore.
L'attività di LIGO risale al 2002. Tra il 2010 e il 2015 la sua operatività è stata interrotta per un processo di aggiornamento, che sembra aver funzionato, visto che la grande conquista scientifica è avvenuta proprio quell'anno.
LIGO - Rilevatore a Livingston, Louisiana
Rilevatori in tutto il mondo
Oltre ai rilevatori esistenti negli Stati Uniti, ce ne sono una dozzina in più distribuiti in 9 paesi.
In Brasile abbiamo il rilevatore di onde gravitazionali Mário Schenberg dell'USP Physics Institute. L'inizio della sua costruzione risale all'anno 2000 ed è il risultato di un progetto denominato gravitone.
Il progetto ha ricercatori dell'INPE (Istituto Nazionale per la Ricerca Spaziale), del Cefetsp (Centro Federale per la São Paulo Technological Education, ITA (Istituto Tecnologico di Aeronautica) e Uniban (Università Bandeirante).
Viaggio nel tempo
La prova delle onde è stata, senza dubbio, un momento unico per gli scienziati di questo secolo. Questo ha aperto la strada a nuovi studi di Astronomia Gravitazionale.
Forse, questa prova può consentire un viaggio nel tempo, come nel film"Ritorno al futuro".
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