Una grande eccitazione ha attraversato il mondo della fisica lunedì alla notizia del primo rilevamento in assoluto di due stelle di neutroni ultra-dense che stanno convergendo in un violento scontro.

La scoperta, gli scienziati dicono, non sarebbe stato possibile senza il rilevamento delle onde gravitazionali, un'impresa di due anni insignita del Premio Nobel per la Fisica 2017.

Uno sfondo:

D:Cosa sono le onde gravitazionali?

Albert Einstein predisse le onde gravitazionali nella sua teoria della relatività generale un secolo fa. Sotto la teoria, spazio e tempo sono intrecciati in un continuum senza apparenza, aggiungendo una quarta dimensione al nostro concetto di Universo, oltre alla nostra percezione 3D di esso.

Einstein postulò che la massa deforma lo spazio-tempo attraverso la sua forza gravitazionale.

Un'analogia comune è vedere lo spazio-tempo come un trampolino, e si ammassano come una palla da bowling appoggiata su di essa. Gli oggetti sulla superficie del trampolino "caderanno" verso il centro, rappresentando la gravità.

Quando gli oggetti con massa accelerano, quando due stelle di neutroni o buchi neri si muovono a spirale l'uno verso l'altro, per esempio, inviano onde lungo lo spazio-tempo curvo intorno a loro alla velocità della luce, come increspature su uno stagno.

Più l'oggetto è massiccio, più grande è l'onda e più facile da rilevare.

Le onde gravitazionali non interagiscono con la materia, viaggiando attraverso l'Universo quasi senza ostacoli.

D:Perché sono così sfuggenti?

Lo stesso Einstein dubitava che le onde gravitazionali sarebbero mai state rilevate dato quanto sono piccole.

Increspature emesse da una coppia di buchi neri che si fondono, Per esempio, si estenderebbe per un milione di chilometri (621, 000 miglia) sulla Terra di dimensioni inferiori a quelle di un atomo.

D:Come vengono rilevati?

Una tecnica prevede il rilevamento di piccoli cambiamenti nella distanza tra gli oggetti.

Le onde gravitazionali che attraversano un oggetto ne distorcono la forma, allungandolo e stringendolo nella direzione in cui viaggia l'onda, lasciando una rivelazione, sebbene minuscolo, effetto.

Rivelatori come LIGO negli Stati Uniti e Virgo in Italia, sono progettati per rilevare tali distorsioni nei raggi di luce laser.

A LIGO, gli scienziati dividono la luce in due raggi perpendicolari che viaggiano per diversi chilometri per essere riflessi dagli specchi fino al punto in cui sono partiti.

Qualsiasi differenza di lunghezza al loro ritorno indicherebbe l'influenza delle onde gravitazionali.

Fonti:Agenzia spaziale europea, Istituto di Fisica, LIGO, Natura.

© 2017 AFP