domenica 14 febbraio 2016

Onde gravitazionali: facciamo il punto
















«Signore e signori, abbiamo scoperto le onde gravitazionali». È cominciata con queste parole di David Reitze, il direttore esecutivo del Laser Iterferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), la conferenza tenuta ieri negli Stati Uniti per dare l’annuncio di una scoperta da premio Nobel. Si tratta della verifica di un’importante previsione della teoria della relatività, che Albert Einstein formulò circa un secolo fa. Esultano gli astrofisici.

Le onde gravitazionali sono fenomeni che provocano minuscole increspature nello spazio-tempo, infinitesime variazioni di lunghezza quasi impossibili da misurare. Sono infatti richiesti alcuni strumenti molto sofisticati per osservare le piccole distorsioni spazio-temporali causate dal passaggio delle onde gravitazionali.

Strumenti come quelli del LIGO, laboratorio suddiviso in due strutture diverse negli Stati Uniti, oppure come quelli del VIRGO, centro di ricerca italo-francese installato nella campagna in provincia di Pisa.

Sia il LIGO che il VIRGO sono formati da un paio di enormi antenne adagiate sul terreno a formare una “L”, i cui bracci raggiungono la lunghezza di 3-4 chilometri. Quando un’onda gravitazionale attraversa le antenne, altera la loro lunghezza di un miliardesimo di miliardesimo di metro, che corrisponde a circa un millesimo di protone, la particella subatomica presente nel nucleo di un atomo. Questa variazione infinitesima è stata percepita e misurata dagli interferometri laser, strumenti di grande precisione e sensibilità.

La scoperta appare ancora più straordinaria se si pensa che la produzione di onde gravitazionali abbastanza forti da poter essere osservate può avvenire solo in circostanze rarissime, come la fusione tra due stelle di neutroni o la collisione di due buchi neri. È stato proprio l’impatto tra due buchi neri, avvenuto a circa 1,3 miliardi di anni luce da noi,  a scatenare l’onda gravitazionale rilevata da LIGO e VIRGO.

«È l’inizio di una nuova era: il campo di ricerca basato sulle onde gravitazionali è finalmente realtà» ha affermato Gabriela Gonzales, portavoce della Ligo Scientific Collaboration (LSC). Mentre Fulvio Ricci, il portavoce del VIRGO, ha dichiarato che in futuro saranno possibili «nuove ed eccitanti scoperte nel campo dell’astrofisica».

Oltre ad aver dimostrato un aspetto fondamentale della teoria della relatività, la scoperta annunciata ieri ha finalmente confermato agli scienziati la possibilità di intercettare le onde gravitazionali. Da adesso in avanti, “ascoltando” le onde sarà possibile acquisire molte più informazioni sugli oggetti che le producono: i buchi neri, le stelle di neutroni e le supernove.

Articolo pubblicato su Fly Orbit News il 13 febbraio 2016

Credits immagine: ESA

8 commenti:

  1. La cosa assurda è che c'è ancora gente che denigra questa scoperta, con i soliti luoghi comuni: "Sì, ma che beneficio ne può trarre l'essere umano"; "Ma invece di pensare a una soluzione per la fame nel mondo?". Assurdo.
    Immagino quanto se la stia gongolando Einstein nella tomba!

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    1. Mi limito a incollare qui le parole di un astrofisico di nome Luca Perri:

      "Se davvero non cogliete la poesia di tutto ciò e il motivo della nostra gioia, se davvero pensate che sia tutta un'inutile perdita di tempo e soldi (ma poi non avete nulla da ridire, ad esempio, sul cachet di Gabriel Garko a Sanremo o sullo stipendio di Cristiano Ronaldo), se davvero tutto ciò che vi viene in mente non è un "Poffarbacco che puffata puffosissima!" ma un "Ma a me cosa serve?", beh, mi spiace davvero per voi.
      Lasciate però che sia io a farvi un paio di domande. A cosa serve la musica? A cosa serve lo sport in tv? E Masterchef? A cosa servono la letteratura e la lingua? In fondo non si viveva malaccio, quando si grugniva nelle savane centroafricane mangiando carne cruda.

      Comunque, la prossima volta che vi guarderete Interstellar grazie a un laser che legge un Blu-ray (e che funziona con l'energia elettrica proveniente dai reattori francesi) o al satellite di Sky, magari commentandolo con gli amici al cellulare, pensate gran parte di ciò che avete deriva da quei fisici disadattati sociali che oggi festeggiano mentre voi li insultate perché bruciano i soldi che vorreste giocarvi sulla schedina del campionato.
      Ah, un'ultima cosa: quel luogo in cui fate i leoni da tastiera sputando giudizi, quella cosa che si chiama internet, ve l'hanno dato i fisici. E anche la tastiera. E il computer."

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    2. Una risposta con i contro fiocchi, tanto di cappello a Luca Perri!

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  2. Sono finita qui per caso perché sinceramente interessata a capire qualcosa di più su queste onde gravitazionali della cui scoperta si è tanto parlato, ma continuo ad avere le idee confuse. Premetto che al liceo (ho fatto il classico) avevo 6 in fisica soltanto per lo sfinimento della professoressa, in quanto pur applicandomi (adoro imparare, davvero) non capivo nulla di questa materia. Non credo di far parte dello squadrone di beceri contro cui si scaglia Luca Perri (amo la musica, l’arte, la letteratura e non sono fan di Garko  ), ma mi sembra abbastanza innegabile che, nella maggior parte dei casi, i “non addetti ai lavori” come me, che magari vorrebbero capirci qualcosa di più e spererebbero in una spiegazione divulgativa, stile “come se avessi due anni” vengono delusi. Non voglio essere polemica, a me piacerebbe davvero sapere a cosa serve questa scoperta, quali applicazioni concrete può avere in futuro, ma non ho ancora trovato risposte alla mia portata. Scusate lo sfogo ma volevo dire la mia.

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    1. Gentilissima lettrice, mi presento: sono Flavio Alunni, l'autore dell'articolo. La sua domanda non è affatto banale visto che la scienza e le istituzioni fanno davvero fatica (per loro colpa) a comunicare con i cittadini. Comunque, quello che le sto per dire lo devo ai miei studi e alla mia cultura personale.
      Quando è stato scoperto il Bosone di Higgs sono stati utilizzati molti laboratori con altrettanti strumenti commissionati ad aziende che altrimenti non avrebbero avuto lo stimolo per produrre beni a così alta tecnologia. Quegli strumenti diventeranno ben presto utilizzabili per applicazioni pratiche.
      Faccio qualche esempio. Innanzitutto quando venne scoperta l'elettricità (un fenomeno naturale come le onde gravitazionali) furono in molti a deridere la scoperta e a domandarsi a cosa potesse servire l'elettricità. Un altro esempio è la relatività di Einstein: il GPS che noi tutti utilizziamo nelle nostre automobili e sempre di più in ogni altro tipo di trasporto (dai treni agli aerei) funziona grazie alla relatività di Einstein. Internet non esisterebbe se non ci fosse stata una ricerca di base finanziata dalla Difesa degli Stati Uniti per scopi militari. Inoltre, quasi tutte le conoscenze di natura medica nascono dalla ricerca di base: se possiamo curarci da un sacco di malattie lo dobbiamo alla ricerca di base finanziata con denaro pubblico (quasi sempre) che studia le proprietà delle cellule umane, dei virus, dei batteri e via discorrendo. Per esempio, se non fosse stato scoperto il DNA non potremmo curarci da un sacco di malattie.

      Infine, si guardi questo video: https://www.youtube.com/watch?v=i3_LiPkp3wo

      In questa puntata condotta da Piero Angela viene ospitato un fisico italiano tra i più autorevoli (Paolo De Bernardis) che studia la cosiddetta "radiazione cosmica di fondo", vale a dire un segnale proveniente dal Big Bang che dovrebbe farci capire un sacco di cose sull'Universo. A un certo punto del video si parla di uno strumento inventato per realizzare il telescopio che dovrebbe osservare le radiazioni cosmiche: si tratta di un chip, di un sensore con una sensibilità mai vista prima, in grado di misurare le microonde a livello di una singola particella. In futuro, come dice lo scienziato, questo sensore troverà un'applicazione pratica nelle automobili per consentire di vedere attraverso la nebbia, una cosa che non si riesce a fare né con i radar né con gli infrarossi, ma lo si può fare con le microonde (mancava solo lo strumento adatto).
      Comunque, tornando un po' indietro e riassumendo il discorso, la ricerca di base può avere sia ritorni pratici immediati, come appunto gli strumenti inventati per compiere la ricerca stessa, sia ripercussioni positive che si scoprono a distanza di anni. Le ho già parlato del DNA, e le ho già detto che la relatività di Einstein ha avuto applicazioni pratiche come il GPS. Le ho anche detto che l'elettricità ha avuto applicazioni abbastanza ovvie nonostante all’inizio non si sapesse che cosa farci. Allo stesso modo, quindi, si troverà un'applicazione futura dalla scoperta delle onde gravitazionali, e, grazie agli strumenti inventati e messi a disposizione da Ligo e Virgo (i laboratori che hanno fatto la scoperta) sono già in vista nuove applicazioni pratiche per gli stessi strumenti.
      Ad ogni modo, la ricerca è il frutto dell’intelletto, della curiosità e della creatività. Inoltre ci permette di conoscere il mondo, sia su larga scala che su piccola scala. A me (opinione personale) basterebbe sapere questo per capire che dalla ricerca di base si può avere solamente qualcosa di utile.

      Mi faccia sapere se le ho chiarito le idee, ci tengo molto a saperlo.

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    2. La ringrazio di cuore, apprezzo moltissimo che abbia voluto utilizzare parte del suo tempo per rispondermi in modo così chiaro ed esaustivo. Io non ho mai avuto dubbi sul fatto che la ricerca di base sia fondamentale, sono soltanto frustrata dal fatto che, in generale, pochi addetti ai lavori abbiano la voglia o la possibilità di divulgare i loro progressi al grande pubblico (quello che ha voglia di capire, si intende) in modo semplice e fruibile da tutti. Sono convinta che, se venisse dato più spazio dai media a persone come lei, che si è prestato con gentilezza a rispondere a me, la gente che ha sete di informazioni e voglia di imparare aumenterebbe e questo non potrebbe che far bene al nostro Paese. Grazie ancora per la sua disponibilità e buon lavoro!

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    3. Grazie a lei. Il confronto è sempre utile, per entrambe le parti.

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