A un secolo dalle previsioni di Einstein, sono state scoperte le onde gravitazionali. È un annuncio storico? Cambierà la storia della fisica? Einstein è un brand o l'uso del suo nome è legittimo? E che impatto avrà sulle nostre vite? Lo abbiamo chiesto a Vincenzo Barone che insegna Fisica teorica all’Università del Piemonte Orientale. All’attività di ricerca nel campo della teoria delle interazioni fondamentali, Barone unisce da molti anni l’impegno nel campo della comunicazione della scienza. Fa parte del comitato scientifico di “Asimmetrie”, rivista divulgativa dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, ente che ha partecipato alla ricerca. Per Laterza ha recentemente scritto Einstein. Il Costruttore di universi.
Di
cosa stiamo parlando esattamente?
A differenza delle onde alle quali siamo più abituati, quelle elettromagnetiche, che “vivono” nello spazio-tempo, le onde gravitazionali sono lo spazio-tempo stesso: sono increspature (o, se si preferisce, vibrazioni) dello spazio-tempo generate da eventi cosmici che coinvolgono oggetti estremamente massicci. Per esempio, sono prodotte nella fusione tra due buchi neri.
Il riferimento a
Einstein è corretto o solo un brand? A differenza delle onde alle quali siamo più abituati, quelle elettromagnetiche, che “vivono” nello spazio-tempo, le onde gravitazionali sono lo spazio-tempo stesso: sono increspature (o, se si preferisce, vibrazioni) dello spazio-tempo generate da eventi cosmici che coinvolgono oggetti estremamente massicci. Per esempio, sono prodotte nella fusione tra due buchi neri.
Le onde gravitazionali furono previste esattamente cento anni fa, nel giugno del 1916, da Einstein, come conseguenza della relatività generale, formulata qualche mese prima. Trattandosi però di onde estremamente deboli, per lungo tempo si è ritenuto che non potessero essere rilevate. I test classici della teoria erano altri: la deflessione e la variazione di frequenza della luce, la rotazione anomala dell’asse orbitale di Mercurio, la dilatazione gravitazionale del tempo. Le onde gravitazionali rappresentarono all’inizio un argomento puramente accademico, e a qualcuno il loro status appariva dubbio. Fu solo negli anni Sessanta del secolo scorso, dopo la morte di Einstein, che si cominciò a pensare seriamente di osservarle. Da allora sono rimaste l’ultimo importante fenomeno della relatività generale in attesa di una conferma sperimentale (che oggi finalmente è arrivata).
Si tratta di una scoperta oggettivamente storica o c'e' una montatura mediatica? C'è un travisamento dei media? La scoperta - come dicono - farà uscire dalla fantascienza i buchi neri e cambierà la storia dell'astrofisica?
La scoperta è sicuramente storica. La caccia alle onde gravitazionali è cominciata circa cinquant’anni fa con strumenti meno sensibili, le antenne di Weber, grossi cilindri di metallo. Ma si è dovuto aspettare l’avvento di un nuovo tipo di rivelatori, gli interferometri, per riuscire nell’impresa (va ricordato in questo campo il contributo fondamentale di un fisico italiano, Adalberto Giazotto). Attualmente, i principali interferometri sono quelli della collaborazione americana Ligo (che hanno captato le onde) e quello, situato a Cascina, vicino a Pisa, della collaborazione europea Virgo, di cui fa parte l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Oltre a confermare ulteriormente la relatività generale (a un secolo esatto dalla sua formulazione – un bellissimo regalo di compleanno), la rivelazione diretta delle onde gravitazionali apre prospettive astrofisiche importantissime, perché permette di osservare l’universo con occhi diversi. Non più solo con le onde elettromagnetiche (luce, raggi X, ecc.), ma con onde che trasportano fino a noi informazioni preziose sugli abitanti più misteriosi del cosmo, i buchi neri, e anche sui suoi primissimi istanti di vita dopo il Big Bang.
Scettico?
No. Le due collaborazioni Ligo e Virgo, che hanno analizzato congiuntamente il segnale, hanno impiegato cinque mesi per fare tutti i possibili controlli, vista l’estrema delicatezza della misura. Il lavoro ha poi passato il vaglio dei referee di una delle più prestigiose e più esigenti riviste di fisica, Physical Review Letters. Nei prossimi mesi – quando ripartirà anche Virgo, dopo un upgrade che ne ha aumentato la sensibilità – sicuramente verranno scoperti ulteriori segnali di onde, e l’astronomia gravitazionale avrà inizio. Einstein sarebbe entusiasta.
Che conseguenze pratiche può avere? Nella vita di tutti i giorni?
A meno di non essere nelle vicinanze di una supernova o di due buchi neri in collisione, le onde gravitazionali sono un fenomeno impercettibile. Sono utilissime come messaggeri del cosmo, ma non potremo costruire telefonini gravitazionali. Dovremo accontentarci di ricevere le chiamate da qualche potentissima sorgente nell’universo profondo.