Cosa sono le onde gravitazionali?

Mai prima d’ora la fisica aveva apportato così tante modifiche al mondo così come lo conosciamo: il 2016 è decisamente l’anno della fisica.
All’emozionante risoluzione del paradosso sui buchi neri è seguita un’altra scoperta che ha scosso gli animi di studiosi e appassionati, contribuendo a cambiare radicalmente la concezione tradizionale che si aveva dell’universo: quella sulle onde gravitazionali.
Ma cosa sono le onde gravitazionali? E perché sono così importanti per lo studio del cielo?

onde gravitazionali


Sono una deformazione della curvatura dello spazio-tempo che si propaga nello spazio stesso come un’onda. Ma cosa significa tutto ciò nella pratica? Se noi assumiamo, per esempio, che lo spazio tempo sia come una tovaglia sollevata da terra e tenuta in tensione da entrambi i lati da due persone che la sorreggono, e successivamente facciamo cadere sopra la tovaglia una pallina di legno, la tovaglia si piegherà e creerà un avvallamento nel punto in cui resta appoggiata la pallina, cambiandone la forma. Ora, se noi facessimo finta che la tovaglia sia lo spazio e la pallina un corpo celeste, come ad esempio la terra, le deformazioni che ha assunto la tovaglia dopo la caduta della pallina sono la rappresentazione grafica delle onde che si propagano da ogni corpo presente nell’universo.
La teorizzazione dell’esistenza delle onde gravitazionali non è recente, anzi, tali curvature furono ipotizzate già nel 1916 da Albert Einstein come conseguenza della teoria della relatività generale. Ma allora perché se ne parla solo ora? Tali onde, considerate a tutti gli effetti una forma di radiazione gravitazionale, sono difficilissime da misurare, in quanto anche gli strumenti di misurazione si contraggono e si espandono deformandosi assieme allo spazio che ci circonda. Tali onde infatti, sono talmente impercettibili sulla terra che per provarne l’esistenza si è cercato di misurare onde prodotte da fenomeni cosmici di grossa portata come ad esempio una collisione tra due stelle.
Finalmente l’11 febbraio scorso gli scienziati sono riusciti a creare uno strumento talmente sensibile da riuscire a captare queste onde e misurarle, provando così l’esistenza di questi fenomeni che finora erano rimasti invisibili all’occhio dell’uomo. I fisici infatti nella storia hanno sempre descritto il cielo attraverso i telescopi, raccontando ciò che vedevano, senza riuscire ad analizzare i fenomeni che non riuscivano a essere rappresentati dallo spettro elettromagnetico.

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Gli scienziati con questo nuovo esperimento sono riusciti invece, grazie alla gravità, a descrivere l’universo senza l’aiuto della luce, dando così inizio ad un nuovo modo attraverso il quale si potrà descrivere i grandi fenomeni che mai si era riusciti a determinare in precedenza.
Gli studiosi, infatti, sono riusciti grazie alla tecnologia laser interferometrica a costruire due bracci chilometrici ortogonali, formati dai due rivelatori Ligo negli Stati Uniti e da Virgo del Cnr francese, nei quali i fasci laser che vi scorrono nel vuoto sono in grado di misurare fino a meno di un millesimo del diametro di un protone.
Tale strumento ha permesso agli scienziati di misurare le onde gravitazionali generate dalla fusione di due buchi neri nello spazio, provando così in un solo colpo sia l’esistenza di tali onde, sia il fenomeno della collisione tra buchi neri.
Questa scoperta è importantissima, perché ora sarà possibile desumere le caratteristiche di qualsiasi oggetto o fenomeno spaziale che emette onde gravitazionali, riuscendo così a tracciare una nuova mappa del cielo attraverso la quale sarà possibile capire e descrivere l’universo appieno, aggiungendo alle nozioni conosciute anche i fenomeni celesti fino ad oggi invisibili per l’uomo.

Luisa Bizzotto

Studio all'Università di Padova Ingegneria Chimica e dei Materiali. Scrivo per La Voce che Stecca dal 16 luglio 2015 e su queste pagine mi occupo di cultura, scienza, musica e sport.

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