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Fisica, scoperta storica: "Abbiamo visto le onde gravitazionali"

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Sono state scoperte le onde gravitazionali previste da Einstein, esattamente un secolo fa, nel novembre 1915, quando lo scienziato illustrò la sua Teoria della relatività generale, di cui costituiscono uno dei capisaldi. Finora però non erano mai state «trovate» e l’annuncio può ambire al titolo di «scoperta del secolo». Le ha rilevate lo strumento Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), in Usa, e i dati sono stati analizzati dalle collaborazioni internazionali Ligo e Virgo. Quest’ultima fa capo allo European Gravitational Observatory (Ego) fondato e finanziato da Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) e Consiglio nazionale delle ricerche francese (Cnrs). L’annuncio è stato dato oggi a Cascina (Pisa), dove si trova lo strumento Virgo.

La scoperta, pubblicata online sulla rivista Physical Review Letters, in un articolo liberamente accessibile, e in altri 12 articoli sul sito ArXiv, è stata annunciata oggi contemporaneamente negli Stati Uniti e in Italia, a Cascina. «E' la prima rilevazione diretta delle onde gravitazionali» ed «apre un nuovo capitolo dell’astronomia», ha detto all’ANSA il coordinatore della collaborazione scientifica Virgo, Fulvio Ricci, presentando i dati.
Previste un secolo fa da Albert Einstein, le onde gravitazionali sono le increspature dello spazio-tempo generate da eventi cosmici violenti, proprio come le onde prodotte quando si lancia un sasso in uno stagno. 

I ricercatori che hanno partecipato agli esperimenti entrare tra i candidati a uno dei prossimi Nobel per la fisica.

E’ stata la collisione tra due buchi neri avvenuta un miliardo di anni fa a provocare il primo segnale delle onde gravitazionali mai scoperto, rilevato dalle antenne dello strumento Ligo ed analizzato fra Europa e Stati Uniti dalle collaborazioni Ligo e Virgo, alla quale l'Italia partecipa con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn). Per la fisica è un risultato senza precedenti. Il risultato è doppiamente sorprendente perchè, oltre a confermare l'esistenza delle onde gravitazionali, fornisce anche la prima prova diretta dell’esistenza dei buchi neri.  «Abbiamo osservato il primo evento in assoluto nel quale una collisione non produce dati osservabili, se non attraverso le onde gravitazionali», ha detto all’ANSA il coordinatore della collaborazione Virgo, Fulvio Ricci. Tutto, ha aggiunto, «è durato una frazione di secondo, ma l'energia emessa è stata enorme, pari a 3 masse solari».
I due buchi neri formavano una 'coppià, ossia un sistema binario nel quale l’uno ruotava intorno all’altro. «Avevano una massa rispettivamente di 36 e 29 volte superiore a quella del Sole. Si sono avvicinati ad una velocità impressionante, vicina a quella della luce. Più si avvicinavano, più il segnale diventava ampio e frequente, come un sibilo acuto; quindi è avvenuta la collisione, un gigantesco scontro dal quale si è formato un unico buco nero. La sua massa è la somma di quelle dei due buchi neri, ad eccezione della quantità liberata sotto forma di onde gravitazionali.

Grande contributo italiano

Un nuovo successo per la fisica italiana a quattro anni dalla scoperta del bosone di Higgs e un grazie a «tutti i ricercatori che, con questa fondamentale scoperta, ci permetteranno, d’ora in poi, di guardare al cielo con nuovi occhi. Come fece Galileo Galilei più di 400 anni fa": così il ministro per l’Istruzione, l’Università e la Ricerca, Stefania Giannini, commenta la scoperta delle onde gravitazionali annunciata a Cascina (Pisa) dalla collaborazione Virgo, cui l’Italia partecipa con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn).
«Dopo la scoperta del bosone di Higgs - osserva il ministro in una nota - la comunità internazionale dei fisici festeggia oggi un altro importante traguardo scientifico: la prima conferma diretta dell’esistenza delle onde gravitazionali. Un regalo perfetto per i 100 anni della Relatività Generale di Albert Einstein, che è stato il primo a pensarle e descriverle nelle sue equazioni». Il laboratorio Virgo, che fa capo alla collaborazione internazionale e realizzato in Italia è per Giannini un «fiore all’occhiello dell’eccellenza italiana, dei nostri scienziati e della nostra industria. Un esempio di come gli investimenti nella scienza e nelle grandi infrastrutture di ricerca siano essenziali per il progresso delle conoscenze e per lo sviluppo del Paese».
Il risultato annunciato oggi, in due conferenze simultanee in Italia e negli Stati Uniti, «è stato possibile - prosegue il ministro - grazie all’impegno di una collaborazione globale di più di un migliaio di persone, distribuita su quattro continenti. E’ un risultato che affonda le sue radici anche nella prestigiosa tradizione del nostro Paese nel campo della fisica, nei lavori pionieristici di Edoardo Amaldi, Guido Pizzella e Adalberto Giazotto».
Ricordando l’annuncio della scoperta del bosone di Higgs, del luglio 2012, il ministro rileva inoltre che «come quattro anni fa al Cern di Ginevra, l’Italia è oggi tra i protagonisti della scoperta, grazie all’intelligenza, alla caparbietà e all’impegno dei ricercatori della Collaborazione Virgo, che fa capo all’interferometro dello European Gravitational Observatory (Ego), di Càscina, vicino Pisa, progetto ideato e realizzato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e dal Centre National de la Recherche Scientifique francese».

"E' nato un buco nero e sono spariti tre soli"

Vedere due buchi neri collassare e veder sparire una massa pari a tre volte quella del nostro Sole «era la cosa che ci si aspettava meno, l’ipotesi meno probabile, ma quando hai uno strumento di ricerca raffinato puoi scoprire cose diverse da quelle che ti aspettavi di vedere», ha detto il presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), Fernando Ferroni, commentando la scoperta delle onde gravitazionali.
«Nessuno, prima d’ora, aveva mai visto un buco nero. Avevamo un oggetto che pensavamo che esistesse, ma che nessuno aveva mai visto, un oggetto che non fa luce e che non emette neutrini nè protoni: si può studiare solo con le onde gravitazionali, solo con l’astrofisica dei buchi neri. Adesso - ha aggiunto - si apre un mondo». Misurando i laser che percorrono i 4 chilometri degli interferometri Ligo sono state rilevate variazioni infinitesimali, grazie alle quali si è riusciti a ricostruire per la prima volta una catastrofe cosmica: i due buchi neri si sono avvicinati ruotando l’uno interno all’altro in una spirale nella quale la loro velocità ha raggiunto 150.000 chilometri al secondo, pari a metà di quella della luce. Poi lo spazio si è compresso di 10 chilometri, come se una città come Roma si fosse condensata in un punto, e subito dopo si è dilatato. «C'è stato un rilascio di energia spaventoso, come se tre Soli fossero spariti in un lampo di energia gravitazionale: lo realizzi solo quando lo vedi».
Ora ci si chiede, per esempio, che cosa abbia provocato il collasso e per la prima volta diventa possibile rispondere a queste domande.

© RIPRODUZIONE RISERVATA

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  • Luke

    12 Febbraio @ 09.23

    Bastava che chiedessero a me !! Ne vedo di onde gravitazionali dopo la seconda bottiglia di Prosecco ......... :) :)

    Rispondi

  • gigiprimo

    12 Febbraio @ 09.17

    vignolipierluigi@alice.it

    Finalmente! hanno visto e possono credere, beati coloro che, pur non avendo visto, hanno creduto! pensate che scalogna per la nostra grande astrofisica che è morta senza vedere, o forse..............................................

    Rispondi

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